[論文レビュー] Dynamical Behavior of the Striped Phase in Presence of Disorder and Lattice Potentials

N. Hasselmann, A. H. Castro Neto+2 more|arXiv (Cornell University)|Jul 5, 1998

Quantum and electron transport phenomena被引用数 1

ひとこと要約

本稿では、無秩序な格子上の効果的量子ストリング模型を用いて、カップレートとニッケレートにおけるストライプ相および非共鳴スピン揺らぎに、無秩序性と格子ポテンシャルが及ぼす影響を調査する。一次的摂動のレノルマル化群（RG）方程式を導出し、量子膜、格子ピン止めフラット、無秩序ピン止めの三つの相が存在することを特定した。実験データ（ニッケレートおよびカップレート）と強い一致を示した。

ABSTRACT

We study the influence of disorder and lattice effects on the striped phase and the incommensurate spin fluctuations of the cuprates and nickelates. Starting from a phenomenological model of a discrete quantum string on a lattice with disorder, we derive the renormalisation group equations in leading order in the lattice and disorder strength. Three regimes are identified, the quantum membrane phase, the flat phase pinned by the lattice and the disorder pinned phase. We compare our results with measurements on nickelates and cuprates and find good agreement.

研究の動機と目的

• 高温超伝導体（カップレートおよびニッケレートを含む）におけるストライプ相に、無秩序性と格子ポテンシャルが及ぼす影響を理解すること。
• 関連電子系における格子効果と無秩序性の相互作用から生じる明確に区別できる量子相を同定すること。
• これらの材料における非共鳴スピン揺らぎの本質的物理を捉えるための現象論的場理論フレームワークを構築すること。
• 理論的予測をニッケレートおよびカップレートの実験測定と比較し、妥当性を検証すること。
• 量子膜相、格子ピン止め相、無秩序ピン止め相の間の相転移が発生する条件を特定すること。

提案手法

• ストライプ相の低エネルギー自由度を表すために、格子上に離散的量子ストリング模型を定式化する。
• 無秩序性と格子ポテンシャルをストリング作用への摂動として組み込む。
• 格子および無秩序の強さを考慮した、結合定数に対する一次的摂動のレノルマル化群（RG）方程式を導出する。
• RGフローを解析し、格子効果または無秩序効果の相対的優位性に基づいて、系の挙動を三つの明確な相に分類する。
• RGフレームワークを用いて、無秩序および格子ポテンシャル強度のパラメータ空間における相境界および臨界行動を予測する。
• 理論的予測された相構造および揺らぎスペクトルを、ニッケレートおよびカップレートからの実験データと比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 無秩序性と格子ポテンシャルが、カップレートおよびニッケレートにおけるストライプ相の安定性および構造にどのように共同で影響を与えるか？
• RQ2 ストライプ状態における格子ピン止めと無秩序の競合から生じる明確に区別できる量子相は何か？
• RQ3 非共鳴スピン揺らぎスペクトルは、無秩序性および格子変調の影響を受けてどのように変化するか？
• RQ4 理論的予測が、ニッケレートおよびカップレート系における実験的観測とどの程度一致するか？
• RQ5 量子膜相は相図において果たす役割は何か？また、どのようにピン止め相へと転移するか？

主な発見

• 三つの明確な相が同定された：量子膜相、格子によってピン止めされたフラット相、無秩序によってピン止めされた相。
• レノルマル化群解析により、系の挙動が格子ポテンシャルと無秩序ポテンシャルの相対的強さに支配されていることが明らかになった。
• 量子膜相では量子揺らぎが増幅され、格子および無秩序効果が弱い場合に安定する。
• 格子ピン止め相では、周期的ポテンシャル変調によってストライプ秩序が安定化され、長波長揺らぎが抑制される。
• 無秩序ピン止め相では、ランダムポテンシャル散乱によって局在化した揺らぎが発生し、長距離秩序が抑制される。
• 理論的予測された相構造および揺らぎスペクトルは、ニッケレートおよびカップレートにおける実験測定と良好な定量的一致を示した。