[논문 리뷰] Hydrodynamic transport in fluctuating charge density waves

Luca V. Delacrétaz, Blaise Goutéraux외 2명|arXiv (Cornell University)|2017. 02. 16.

Organic and Molecular Conductors Research인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 청결한 전자계에서 비공명 전하 밀도파의 유체역학 이론을 개발하며, 불순물에 의한 고정과 증식하는 불완전성에 의한 위상 회복을 모두 고려한다. 불완전성 핵의 역학에서 정확한 점도 공식을 유도하고, BSCCO에서 Abrikosov 격자의 융해 동역학을 사용하여 준입자 소산과의 일관성을 보여주며, 금속-절연체 전이와 공간 및 주파수 해상도가 있는 전도도에서 관측 가능한 서명을 드러낸다.

ABSTRACT

We describe the collective hydrodynamic motion of an incommensurate charge density wave state in a clean electronic system. Our description simultaneously incorporates the effects of both pinning due to weak disorder and also phase relaxation due to proliferating dislocations. We show that the interplay between these two phenomena has important consequences for charge and momentum transport. For instance, it can lead to metal-insulator transitions. We furthermore identify signatures of fluctuating density waves in frequency and spatially resolved conductivities. Phase disordering is well known to lead to a large viscosity. We derive a precise formula for the phase relaxation rate in terms of the viscosity in the dislocation cores. We thereby determine the viscosity of the superconducting state of BSCCO from the observed melting dynamics of Abrikosov lattices and show that the result is consistent with dissipation into Bogoliubov quasiparticles.

연구 동기 및 목표

• 청결한 전자계에서 비공명 전하 밀도파 상태의 통합된 유체역학적 기술을 개발하기 위해.
• 약한 불순물(고정)과 불완전성에 의한 위상 회복이 운반에 미치는 이중적 영향를 통합하기 위해.
• 불완전성 핵 내 점도와 위상 회복률 사이의 정량적 관계를 유도하기 위해.
• BSCCO에서 관측된 Abrikosov 격자의 융해 동역학을 통해 점도를 통해 준입자 소산과 연결하기 위해.
• 공간 및 주파수 해상도가 있는 전도도에서 유동하는 전하 밀도파의 실험적으로 검출 가능한 서명을 식별하기 위해.

제안 방법

• 유동하는 전하 밀도파에서 집단적 전하 및 운동량 운반을 포함하는 유체역학 이론를 수립하기 위해.
• 불완전성 핵 내 점도로부터 유도된 위상 회복률을 도입하며, 불완전성 역학의 미세구조 모델을 사용하기 위해.
• BSCCO의 초전도 상태에 이 те올리를 적용하며, 관측된 Abrikosov 격자의 융해를 점도의 탐지 수단으로 사용하기 위해.
• 추출된 점도가 Bogoliubov 준입자로의 소산과 일관성을 갖는지 확인하기 위해.
• 주파수 및 공간 해상도가 있는 전도도를 계산하여 유동하는 밀도파 순서의 서명을 식별하기 위해.
• 고정과 위상 회복의 상호작용을 이용하여 금속-절연체 전이를 예측하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 불순물에 의한 고정과 불완전성에 의한 위상 회복 사이의 상호작용이 전하 및 운동량 운반에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 불완전성 핵 내 점도와 위상 회복률 사이의 정확한 관계는 무엇인가?
• RQ3 BSCCO 초전도 상태의 점도는 Abrikosov 격자의 융해 동역학으로부터 추출될 수 있는가?
• RQ4 추출된 점도는 Bogoliubov 준입자로의 소산과 일관한가?
• RQ5 공간 및 주파수 해상도가 있는 전도도에서 유동하는 전하 밀도파의 실험적으로 관측 가능한 서명은 무엇인가?

주요 결과

• 고정과 위상 회복의 상호작용은 전하 밀도파 시스템에서 금속-절연체 전이를 이끈다.
• 불완전성 핵 내 위상 회복률과 점도 사이의 정확한 공식이 도출되었다.
• BSCCO 초전도 상태의 점도는 Abrikosov 격자의 융해 동역학으로부터 결정되었다.
• 추출된 점도는 에너지가 Bogoliubov 준입자로 소산되는 것과 일관하다.
• 공간 및 주파수 해상도가 있는 전도도는 유동하는 전하 밀도파 순서의 특징적인 서명을 나타낸다.
• 위상 무질서화는 점도를 크게 증가시키며, 이는 불완전성 핵 역학과 정량적으로 연결된다.