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欠掺杂铜氧化物模型中的山�的效应

强关联电子 2026-05-29 v4

摘要

近期对欠掺杂铜氧化物的角度依赖磁电阻测量为赝能隙区域中存在小空穴口袋提供了有力证据,包括在 HgBa2_2CuO4+δ_{4+\delta} 中观测到山�的效应(Chan 等人,Nature Physics 10.1038/s41567-025-03032-2 (2025))。不同理论之间的一个关键区别在于它们所预言的费米体积(以正方格子布里渊区的分数来度量):自旋密度波(SDW)情形下每个口袋为 p/4p/4,而分数化费米液体(FL*)情形下为 p/8p/8,其中 pp 为空穴掺杂浓度。我们在半经典玻尔兹曼框架下,针对两种态计算了 cc 轴磁电阻 ρzz(θ,ϕ)\rho_{zz}(\theta, \phi),并对 FL* 在单带哈密顿量中采用辅助层模型(ALM)。FL* 相的结果与当前实验数据吻合良好。相反,SDW 相的结果对沿 zz 方向的序参量极为敏感。取序矢 Q=(π,π,π)Q = (\pi, \pi, \pi) 时,其预言与实验明显不符。在 SDW 图像下唯一可能符合实验的情形是假设序动量为 Q=(π,π,0)Q = (\pi, \pi, 0)。然而,即便在该特定情形下,SDW 图像所预言的 ϕ=0\phi=0 处的山�的角度仍略小于 FL* 理论,且在面内角 ϕ=45\phi = 45^\circ 附近预言了第二个山�的峰,该峰在实验中并未被观测到。实际上,奈尔序矢在相邻层之间很可能是不相关的,因此在 SDW 图像下不存在空穴口袋准粒子的相干层间输运,从而也不会出现山�的效应。我们的结果支持赝能隙相中费米弧的 FL* 诠释,并将山�的角度测量确立为区分不同理论模型的判别工具。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.13943,
  title  = {Yamaji effect in models of underdoped cuprates},
  author = {Jing-Yu Zhao and Shubhayu Chatterjee and Subir Sachdev and Ya-Hui Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.13943},
  year   = {2026}
}

备注

15 pages, 13 figures