受弹性相容性约束的电子 nematic 临界性理论

电子 nematic 性的定义属性——自发破坏旋转对称性——意味着 nematic 序参量与弹性应变场不可避免地耦合，称为 nemato-弹性。尽管两者都是二阶张量，但应变张量通过圣维南（Saint Venant）相容性关系受到约束。这三组耦合的二阶偏微分方程源于晶格位移向量作为势场的作用，反映了几何变形的底层规范不变性，只有在晶体缺陷的存在时才会被破坏。本文发展了一种将弹性相容性显式纳入的 nemato-弹性理论，通过共旋转螺旋基底实现。我们的理论表明，弹性为 nematic 序参量赋予张量相容性，通过抑制不兼容的 nematic 波动来实现。结果显示，nemato-弹性与裸 nematic 性显著不同。在无缺陷的理想介质中，抑制不兼容的 nematic 性构成了即使在无晶体各向异性情况下也存在的方向选择性临界性。在有缺陷的系统中，我们表明弹性锁定场源自固定缺陷，产生用于局部 nematic 序参量的随机纵向和横向共轭场。我们的理论解释了在螺旋基底变换下，方向选择性 nematic 临界性与随机场锁定效应的共存，暗示局部探测 nematic 性的实验结果将受到长程和短程螺旋 nematic 模态的线性但非局域组合的影响。由于相容性关系是规范约束且内在于各向同性介质中的，本文的结果构成了晶体系统中 nemato-弹性临界性的普遍特征。