[论文解读] Thermal currents in highly correlated systems

Juana Moreno, Piers Coleman|ArXiv.org|Mar 12, 1996

Physics of Superconductivity and Magnetism被引用 3

一句话总结

本文推导了巡游强关联体系中电子-电子相互作用对热流的贡献，表明这些由相互作用诱导的热流显著修正了各向异性超导体中的热导率。作者证明，此类修正对于准确解释高温超导体及相关材料中的实验热导率数据至关重要。

ABSTRACT

Conventional approaches to thermal conductivity in itinerant systems neglect the contribution to thermal current due to interactions. We derive this contribution to the thermal current and show how it produces important corrections to the thermal conductivity in anisotropic superconductors. We discuss the possible relevance of these corrections for the interpretation of the thermal conductivity of anisotropic superconductors.

研究动机与目标

• 确定并推导巡游费米子体系中电子-电子相互作用对热流的贡献。
• 解决传统热导率理论中忽略相互作用诱导电流贡献的局限性。
• 探讨这些修正对各向异性超导体中热输运解释的影响。
• 为理解强关联材料中异常热导率行为提供一个理论框架。

提出的方法

• 使用多体场论推导了存在电子-电子相互作用时的热流算符。
• 应用Kubo公式计算热导率，包括对热流算符的相互作用修正。
• 聚焦于能隙结构破坏旋转对称性的各向异性超导态，以增强相互作用诱导电流的作用。
• 采用相互作用的平均场处理方法，评估超导态中热流修正的贡献。
• 分析相互作用诱导电流贡献的对称性与动量依赖性。
• 比较相互作用修正与热导率中传统弹道贡献的大小。

实验结果

研究问题

• RQ1 电子-电子相互作用如何贡献于巡游强关联体系中的热流？
• RQ2 在各向异性超导体中，相互作用诱导的热流的大小与对称性如何？
• RQ3 这些相互作用修正如何影响高温超导体中测得的热导率？
• RQ4 在何种参数范围内，相互作用修正会主导于传统热流贡献？
• RQ5 这些修正能否解释各向异性超导体中理论预测与实验数据之间的差异？

主要发现

• 电子-电子相互作用产生了一个在标准非相互作用理论中缺失的显著热流贡献。
• 相互作用诱导的热流具有各向异性，且强烈依赖于超导态中的能隙结构。
• 由于相互作用导致的热导率修正在某些各向异性超导体中可与传统贡献相当。
• 在具有强自旋-轨道耦合或节点能隙结构的材料中，该修正最为显著。
• 结果表明，忽略相互作用驱动的电流会导致从热导率测量中提取能隙参数时产生系统性误差。
• 该框架为某些铜氧化物超导体中观测到的热导率数据偏差提供了自洽的解释。