[논문 리뷰] Resistivity anisotropy from the multiorbital Boltzmann equation in nematic FeSe

Marco Marciani, Lara Benfatto|arXiv (Cornell University)|2022. 01. 01.

Iron-based superconductors research참고 문헌 72인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 불순물에 의한 산란를 고려한 다오비탈 보르츠만 운동방정식을 사용하여 난류상 FeSe에서 전도도 이방성을 계산하며, 탄성 산란에 의해 전자 속도의 비정상적인 이방성 재규합이 유도됨을 보여준다. 최근 제안된 xy 난류 주요 매개변수(파라미터)가 실험적으로 관측된 전도도 이방성을 재현하는 데 필수적임을 입증하며, 본질적인 난류 상황의 다양한 메커니즘을 거대 운반성질에서 직접적으로 식별할 수 있는 지표를 제공한다.

ABSTRACT

We compute the resistivity anisotropy in the nematic phase of FeSe from the static solution of the multiorbital Boltzmann equation. By introducing disorder at the level of the microscopic multiorbital model we show that even elastic scattering by localized impurities may lead to nontrivial anisotropic renormalization of the electronic velocities, challenging the usual understanding of transport based only on cold-and hot-spots effects. Our model takes into account both the xz/yz and the recently proposed xy nematic ordering. We show that the latter one has a crucial role in order to reproduce the experimentally measured anisotropy, providing a direct fingerprint of the different nematic scenarios on the bulk transport property of FeSe.

연구 동기 및 목표

• 격자 변형에 기인한 예측과 모순되는 FeSe에서의 전도도 이방성 문제를 해결하기 위해.
• 다오비탈 전자 구조와 불순물이 운반성질 이방성에 미치는 영향을 조사하기 위해.
• 최근 제안된 xy 난류 주요 매개변수(파라미터)가 실험적으로 관측된 전도도 이방성을 재현하는 데 필수적인지 테스트하기 위해.
• 기존의 관점인 난류 FeSe에서 전도도 이방성이 오직 뜨거운 및 차가운 점 효과에 의해 지배된다는 견해에 도전하기 위해.
• 철계 초전도체에서 난류 주요 매개변수와 거대 운반성질 간의 미세한 연결 고리를 확립하기 위해.

제안 방법

• 불순물 존재 하에서 정적 다오비탈 보르츠만 운반성질 방정식을 해석한다.
• xz/yz 및 xy 난류 주요 매개변수를 모두 포함한 미세한 다오비탈 해밀토니안을 사용한다.
• 보르츠만 방정식의 산란률 수준에서 탄성 불순물 산란을 포함시킨다.
• 난류 주요 매개변수를 궤도 선택적 효과에 의해 자가일관적으로 생성된 것으로 간주한다.
• 보르츠만 방정식의 해로부터 전도도 이방성 Δρ = ρx − ρy 를 계산한다.
• xy 난류 주요 매개변수 유무에 따라 결과를 비교하여 그 역할을 분리한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 탄성 불순물 산란만으로도 난류 FeSe에서 전자 속도의 비정상적인 이방성 재규합이 발생하는가?
• RQ2 xy 난류 주요 매개변수는 전도도 이방성에 어떤 역할을 하는가?
• RQ3 뜨거운 및 차가운 점 효과에 의존하지 않고도 실험적으로 관측된 FeSe의 전도도 이방성을 재현할 수 있는가?
• RQ4 xz/yz 및 xy 난류 주요 매개변수(파라미터)는 공동으로 운반성질 이방성에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ5 관측된 FeSe의 전도도 이방성을 설명하기 위해 xy 난류 시나리오는 필수적인가?

주요 결과

• 불순물에 의한 탄성 산란이 전자 속도의 비정상적인 이방성 재규합을 일으켜, 뜨거운 및 차가운 점 효과의 지배적 영향에 도전한다.
• 실험적으로 관측된 FeSe의 전도도 이방성을 재현하기 위해 xy 난류 주요 매개변수의 포함이 필수적임을 확인하였다.
• 모델에서 전도도 이방성 Δρ = ρx − ρy 는 양수로 나타나며, FeSe에서의 실험 관측과 일치한다.
• xz/yz 난류 주요 매개변수만으로는 정확한 이방성을 재현하지 못하여, xy 궤도 채널의 결정적인 역할을 확인하였다.
• 이 모델은 xy 난류 시나리오와 거대 운반성질 간의 직접적인 지표를 제공하며, 다른 난류 메커니즘과 이를 명확히 구별한다.
• 결과적으로 다오비탈 효과와 불순물이 난류 FeSe에서 전도도 이방성의 정확한 기술에 필수적임을 입증하였다.