[논문 리뷰] DC resistivity at holographic charge density wave quantum critical points

Andrea Amoretti, Daniel Areán외 2명|arXiv (Cornell University)|2017. 12. 21.

Physics of Superconductivity and Magnetism인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 청결한 한계 접근법을 사용하여 호로그래픽 전하 밀도 파동 양자 임계점에서 dc 전기저항을 해석적으로 계산하며, 이는 비일관된 확산 과정이 운반을 지배함을 드러낸다. 저항은 임계 지수에 따라 다름진 온도 스케일링을 보이며, 局소적으로 임계인 경우 절대온도에서 유한한 잔류 저항을 가지며, 이는 부족도핑된 커퍼레이트에 대한 통찰을 제공한다.

ABSTRACT

In contrast to metals with weak disorder, the resistivity of weakly-pinned charge density waves (CDW) is not controlled by irrelevant processes relaxing momentum. Instead, the leading contribution is governed by incoherent, diffusive processes which do not drag momentum and can be evaluated in the clean limit. We compute analytically the dc resistivity for a family of holographic charge density wave quantum critical points and discuss its temperature scaling. Depending on the critical exponents, the ground state can be conducting or insulating. In the locally critical case, it exhibits a residual resistivity at zero temperature. We discuss the relevance of our results to dc electrical transport in underdoped cuprate high $T_c$ superconductors.

연구 동기 및 목표

• 약한 불순물 모델을 넘어서 전하 밀도 파동 양자 임계점에서 dc 전기저항의 성격을 이해하기 위해.
• 청결한 시스템에서 운동량 보존이 이루어지지 않는 비일관된 과정이 저항에 어떻게 영향을 미치는지 조사하기 위해.
• 다양한 임계 지수를 가진 호로그래픽 모델에서 저항의 온도 스케일링을 결정하기 위해.
• 임계 행동에 따라 고체 상태가 도체인지 절연체인지 여부를 탐색하기 위해.
• 결과를 부족도핑된 커퍼레이트 고온 초전도체의 운반 성질과 연결하기 위해.

제안 방법

• 강한 상관계가 있는 시스템에서 전하 밀도 파동 양자 임계점의 모델링을 위해 호로그래픽 dual (AdS/CFT)을 사용한다.
• 운동량 회복이 불순물에 의해 유도되지 않는 청결한 한계를 분석하며, 비일관된 확산 운반에 집중한다.
• 배변 장 이론이 부스터 중력 시스템의 이중체에 해당하는 쿠보 공식을 통해 dc 저항을 계산한다.
• 저항 스케일링에 미치는 영향을 연구하기 위해 다양한 임계 지수를 가진 모델의 집합을 고려한다.
• 잔류 저항의 존재 여부를 판단하기 위해 절대온도 근처의 극한을 평가한다.
• 현상학적 가정 없이 양자 임계점의 중력 이중체를 기반으로 운반 계수를 추출한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 호로그래픽 전하 밀도 파동 양자 임계점에서 dc 저항은 온도와 어떻게 스케일링되는가?
• RQ2 운동량 회복이 불순물에 의해 유도되지 않을 때 비일관된 확산 과정이 저항에 미치는 역할은 무엇인가?
• RQ3 어떤 조건에서 고체 상태가 절대온도에서 유한한 잔류 저항을 보이는가?
• RQ4 임계 지수는 고체 상태가 도체인지 절연체인지에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ5 이러한 호로그래픽 결과는 부족도핑된 커퍼레이트에서 관측된 저항 행동을 어느 정도 설명할 수 있는가?

주요 결과

• dc 저항은 운동량을 반영하지 않는 비일관된 확산 과정에 의해 지배되며, 이는 청결한 한계에서 유효하다.
• 저항 스케일링은 임계 지수에 따라 크게 달라지며, 국소적으로 임계인 경우 특별한 행동을 보인다.
• 국소적으로 임계인 경우, 절대온도에서 유한한 잔류 저항이 존재하며, 이는 비페르미 액체 상태의 고체 상태를 시사한다.
• 임계 지수의 값에 따라 고체 상태는 도체이거나 절연체일 수 있다.
• 이 모델은 부족도핑된 커퍼레이트 초전도체에서 관측된 비페르미 액체 저항과 일치하는 프레임워크를 제공한다.