[论文解读] DC resistivity at holographic charge density wave quantum critical points

Andrea Amoretti, Daniel Areán+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 21, 2017

Physics of Superconductivity and Magnetism被引用 3

一句话总结

本文通過純淨極限方法，解析計算全息電荷密度波量子臨界點的直流電阻率，揭示非協調性擴散過程主導輸運行為。研究發現，電阻率的溫度標度行為取決於臨界指數，局部臨界情況下在零溫時具有有限的殘餘電阻率，為欠 doping 銅氧化物超導體提供了新見解。

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.

研究动机与目标

• 理解在弱雜質模型之外的電荷密度波量子臨界點中直流電阻率的本質。
• 研究在純淨系統中，非協調性、動量不守恆過程如何主導電阻率。
• 確定全息模型中不同臨界指數下電阻率的溫度標度行為。
• 基於臨界行為探討基態是否具有導電性或絕緣性。
• 將研究結果與欠 doping 銅氧化物高 Tc 超導體的輸運性質聯繫起來。

提出的方法

• 使用全息對偶（AdS/CFT）來模擬強關聯系統中的電荷密度波量子臨界點。
• 分析純淨極限，其中動量弛豫不由雜質驅動，專注於非協調性擴散輸運。
• 透過應用於體系引力系統的邊界場論的 K一幅公式計算直流電阻率。
• 考慮一組具有不同臨界指數的模型，以研究其對電阻率標度的影響。
• 評估零溫極限，以確定局部臨界情況下是否存在殘餘電阻率。
• 依賴於量子臨界點的引力對偶來提取輸運係數，無需經驗假設。

实验结果

研究问题

• RQ1 在全息電荷密度波量子臨界點中，直流電阻率如何隨溫度變化？
• RQ2 當動量弛豫非由雜質驅動時，非協調性擴散過程在決定電阻率中扮演何種角色？
• RQ3 在何種條件下，基態在零溫時會表現出有限的殘餘電阻率？
• RQ4 臨界指數如何影響基態是導電還是絕緣？
• RQ5 這些全息結果在多大程度上能解釋欠 doping 銅氧化物中的電阻率行為？

主要发现

• 直流電阻率主要由不攜帶動量的非協調性擴散過程主導，適用於純淨極限。
• 電阻率的標度行為對臨界指數極為敏感，在局部臨界情況下表現出明顯差異。
• 在局部臨界情況下，零溫時仍存在有限的殘餘電阻率，表明為非費米液體基態。
• 基態的導電或絕緣性取決於臨界指數的取值。
• 該模型提供了一個與欠 doping 銅氧化物超導體中觀測到的非費米液體電阻率一致的理論框架。