[论文解读] Dynamical Behavior of the Striped Phase in Presence of Disorder and Lattice Potentials

N. Hasselmann, A. H. Castro Neto+2 more|arXiv (Cornell University)|Jul 5, 1998

Quantum and electron transport phenomena被引用 1

一句话总结

本文通过在无序晶格上使用现象学量子弦模型，研究了无序和晶格势对铜氧化物和镍氧化物中条纹相及非公度自旋涨落的影响。通过推导一阶重整化群方程，识别出三种不同相——量子膜相、晶格钉扎的平面相和无序钉扎相，并发现与镍氧化物和铜氧化物实验数据高度一致。

ABSTRACT

We study the influence of disorder and lattice effects on the striped phase and the incommensurate spin fluctuations of the cuprates and nickelates. Starting from a phenomenological model of a discrete quantum string on a lattice with disorder, we derive the renormalisation group equations in leading order in the lattice and disorder strength. Three regimes are identified, the quantum membrane phase, the flat phase pinned by the lattice and the disorder pinned phase. We compare our results with measurements on nickelates and cuprates and find good agreement.

研究动机与目标

• 理解无序和晶格势对高温超导体（如铜氧化物和镍氧化物）中条纹相的影响。
• 识别关联电子系统中晶格效应与无序相互作用下产生的不同量子相。
• 建立一个现象学场论框架，以捕捉这些材料中非公度自旋涨落的本质物理机制。
• 将理论预测与镍氧化物和铜氧化物中的实验测量结果进行比较以验证理论。
• 确定系统在量子膜相、晶格钉扎相和无序钉扎相之间转变的条件。

提出的方法

• 在晶格上构建离散量子弦模型，以表示条纹相的低能自由度。
• 将无序和晶格势作为对弦作用量的微扰引入。
• 推导在晶格势和无序强度存在下耦合常数的一阶重整化群（RG）方程。
• 分析RG流，根据晶格或无序效应的相对主导性，将系统行为分类为三种不同相。
• 利用RG框架预测无序和晶格势强度参数空间中的相边界和临界行为。
• 将理论预测的相结构和涨落谱与镍氧化物和铜氧化物的实验数据进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 无序和晶格势如何共同影响铜氧化物和镍氧化物中条纹相的稳定性和结构？
• RQ2 在条纹态中，晶格钉扎与无序竞争下会涌现出哪些不同的量子相？
• RQ3 在无序和晶格调制的影响下，非公度自旋涨落谱如何演化？
• RQ4 理论预测在多大程度上与镍氧化物和铜氧化物体系中的实验观测相吻合？
• RQ5 量子膜相在相图中扮演什么角色？它如何过渡到钉扎相？

主要发现

• 识别出三种不同相：量子膜相、由晶格钉扎的平面相和由无序钉扎的相。
• 重整化群分析表明，系统的性质由晶格势与无序势的相对强度决定。
• 量子膜相表现出增强的量子涨落，当晶格和无序效应均较弱时保持稳定。
• 在晶格钉扎相中，条纹序由周期性势调制稳定，抑制了长波长涨落。
• 在无序钉扎相中，系统因随机势散射而发展出局域涨落，导致长程序被抑制。
• 理论预测的相结构和涨落谱与镍氧化物和铜氧化物中的实验测量结果表现出良好的定量一致性。