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Oct 11, 2023

Oscillations quantiques de la durée de vie des quasiparticules dans un métal

Nature (2023)Citer cet article 251 accès 7 détails d'Altmetric Metrics Après près d'un siècle de recherche, il reste énigmatique que les excitations de basse altitude des métaux soient remarquablement bonnes.

Nature (2023)Citer cet article

251 accès

7 Altmétrique

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Après près d’un siècle de recherche, il reste énigmatique de savoir que les excitations des métaux à basse altitude sont remarquablement bien expliquées par des théories efficaces à particules uniques de bandes sans interaction1,2,3,4. L'abondance des interactions dans les matériaux réels soulève la question des signatures spectroscopiques directes des phénomènes au-delà du comportement efficace d'une seule particule et d'une seule bande. Nous rapportons ici l'identification d'oscillations quantiques (QO) dans le semi-métal topologique tridimensionnel CoSi, qui défient la description standard sous deux aspects fondamentaux. Premièrement, la fréquence d'oscillation correspond à la différence des orbites semi-classiques des quasiparticules (QP) de deux bandes, qui sont interdites car la moitié de la trajectoire s'opposerait à la force de Lorentz. Deuxièmement, les oscillations existent jusqu'au-dessus de 50 K, contrairement à toutes les autres composantes oscillatoires, qui disparaissent en dessous de quelques kelvins. Nos résultats sont en excellent accord avec les calculs de modèles génériques de QO de la durée de vie QP (QPL). Parce que la seule condition préalable à leur existence est un couplage non linéaire d'au moins deux orbites électroniques, par exemple en raison de la diffusion QP sur des défauts ou d'excitations collectives, de tels QO du QPL sont génériques pour tout métal présentant une quantification de Landau à plusieurs orbites. Ils sont cohérents avec certaines fréquences dans les semi-métaux topologiques5,6,7,8,9, les supraconducteurs non conventionnels10,11, les composés de terres rares12,13,14 et les systèmes Rashba15, et permettent d'identifier et d'évaluer les phénomènes de corrélation, par exemple dans deux- matériaux dimensionnels16,17 et métaux multibandes18.

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Les données rapportées dans cet article sont disponibles sur https://doi.org/10.5281/zenodo.7957067.

Luttinger, JM Théorie de l'effet de Haas-van Alphen pour un système de fermions en interaction. Phys. Rév.121, 1251-1258 (1961).

Article ADS MathSciNet CAS MATH Google Scholar

Engelsberg, S. & Simpson, G. Influence des interactions électron-phonon sur l'effet de Haas-van Alphen. Phys. Rév.B 2, 1657-1665 (1970).

Article ADS Google Scholar

Wasserman, A., Springford, M. & Hewson, A. Théorie de l'effet de Haas-van Alphen pour les alliages à fermions lourds. J. Phys. Condensé. Affaire 1, 2669-2676 (1989).

Article ADS Google Scholar

Taillefer, L., Newbury, R., Lonzarich, G., Fisk, Z. & Smith, J. Observation directe de quasiparticules lourdes dans UPt3 via l'effet dHvA. J. Mag. Mag. Maître. 63-64, 372-376 (1987).

Article ADS Google Scholar

van Delft, M.R. et coll. Tunnellisation des trous d'électrons révélée par les oscillations quantiques dans le semi-métal à ligne nodale HfSiS. Phys. Le révérend Lett. 121, 256602 (2018).

Article ADS PubMed Google Scholar

Müller, CSA et coll. Détermination de la surface de Fermi et du tunneling des quasiparticules induit par le champ autour de la boucle nodale de Dirac dans ZrSiS. Phys. Rév. Rés. 2, 023217 (2020).

Article ADS Google Scholar

Ding, L. et coll. Oscillations quantiques, claquage magnétique et effet Hall thermique dans Co3Sn2S2. J. Phys. D Appl. Phys. 54, 454003 (2021).