[论文解读] Resistivity anisotropy from the multiorbital Boltzmann equation in nematic FeSe

Marco Marciani, Lara Benfatto|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2022

Iron-based superconductors research参考文献 72被引用 5

一句话总结

本文通过包含无序的多轨道玻尔兹曼方程计算了向列相FeSe的电阻率各向异性，表明弹性杂质散射会诱导电子速度的非平凡各向异性重正化。研究证明，最近提出的xy向列序参数对于重现实验观测到的电阻率各向异性至关重要，为体输运中不同向列相情景提供了直接指纹。

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.

研究动机与目标

• 为解决FeSe中电阻率各向异性的长期难题，该难题与晶格畸变的预期相矛盾。
• 研究多轨道电子结构和无序在塑造输运各向异性中的作用。
• 检验最近提出的xy向列序参数是否对重现实验电阻率各向异性至关重要。
• 挑战传统观点，即仅冷点和热斑效应主导nematic FeSe中的电阻率各向异性。
• 在铁基超导体中建立向列序参数与体输运性质之间的微观联系。

提出的方法

• 在无序存在的条件下求解静态多轨道玻尔兹曼输运方程。
• 使用包含xz/yz和xy向列序参数的微观多轨道哈密顿量。
• 在玻尔兹曼方程的散射率层次中引入弹性杂质散射。
• 将向列序参数视为通过轨道选择性效应自洽生成。
• 从玻尔兹曼方程的解中计算电阻率各向异性Δρ = ρx − ρy。
• 通过对比包含与不包含xy向列序参数的结果，隔离其作用。

实验结果

研究问题

• RQ1 仅弹性杂质散射是否会在nematic FeSe中诱导电子速度的非平凡各向异性重正化？
• RQ2 xy向列序参数在决定电阻率各向异性中起什么作用？
• RQ3 能否在不依赖于热斑和冷斑效应的前提下重现FeSe中实验观测到的电阻率各向异性？
• RQ4 xz/yz和xy向列序参数如何共同影响输运各向异性？
• RQ5 xy向列情景是否对解释FeSe中观测到的电阻率各向异性是必需的？

主要发现

• 弹性杂质散射会诱导电子速度的非平凡各向异性重正化，挑战了热斑和冷斑效应的主导地位。
• 包含xy向列序参数对于重现FeSe中实验观测到的电阻率各向异性至关重要。
• 模型中发现电阻率各向异性Δρ = ρx − ρy为正，与FeSe中的实验观测一致。
• 仅xz/yz向列序无法重现正确的各向异性，表明xy轨道通道起着关键作用。
• 该模型为xy向列情景与体输运之间提供了直接指纹，将其与其他向列机制区分开来。
• 结果表明，多轨道效应和无序对于正确描述nematic FeSe中电阻率各向异性至关重要。