Beyond Homes Scaling: Disorder, the Planckian Bound, and a New Universality
Notice bibliographique
Résumé
Beginning with high- <a:math xmlns:a="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <a:msub> <a:mi>T</a:mi> <a:mi>c</a:mi> </a:msub> </a:math> cuprate materials, it has been observed that many superconductors exhibit so-called “Homes scaling,” in which the zero-temperature superfluid density <c:math xmlns:c="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <c:msub> <c:mi>ρ</c:mi> <c:mrow> <c:mi>s</c:mi> <c:mn>0</c:mn> </c:mrow> </c:msub> </c:math> is proportional to the product of the normal-state dc conductivity and the superconducting transition temperature <e:math xmlns:e="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <e:msub> <e:mi>σ</e:mi> <e:mi>dc</e:mi> </e:msub> <e:msub> <e:mi>T</e:mi> <e:mi>c</e:mi> </e:msub> </e:math> . For conventional, <g:math xmlns:g="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <g:mi>s</g:mi> </g:math> -wave superconductors, such scaling has been shown to be a natural consequence of elastic-scattering disorder, not only in the extreme dirty limit, but across a broad range of scattering parameters. Here we show that when an analogous calculation is carried out for elastic scattering in <i:math xmlns:i="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <i:mi>d</i:mi> </i:math> -wave superconductors, a stark contrast emerges, with <k:math xmlns:k="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <k:msub> <k:mi>ρ</k:mi> <k:mrow> <k:mi>s</k:mi> <k:mn>0</k:mn> </k:mrow> </k:msub> <k:mo>∝</k:mo> <k:msup> <k:mrow> <k:mo stretchy="false">(</k:mo> <k:msub> <k:mi>σ</k:mi> <k:mi>dc</k:mi> </k:msub> <k:msub> <k:mi>T</k:mi> <k:mi>c</k:mi> </k:msub> <k:mo stretchy="false">)</k:mo> </k:mrow> <k:mn>2</k:mn> </k:msup> </k:math> in the dirty limit, in apparent violation of Homes scaling. Within a simple approximate Migdal-Eliashberg treatment of inelastic scattering, we show how the observed Homes scaling is recovered. The normal-state behavior of near-optimally-doped cuprates is dominated by inelastic scattering, but significant deviations from Homes scaling occur for disorder-dominated cuprate systems, such as underdoped <o:math xmlns:o="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <o:mrow> <o:msub> <o:mrow> <o:mi>YBa</o:mi> </o:mrow> <o:mrow> <o:mn>2</o:mn> </o:mrow> </o:msub> <o:msub> <o:mrow> <o:mi>Cu</o:mi> </o:mrow> <o:mrow> <o:mn>3</o:mn> </o:mrow> </o:msub> <o:msub> <o:mrow> <o:mi mathvariant="normal">O</o:mi> </o:mrow> <o:mrow> <o:mn>6.333</o:mn> </o:mrow> </o:msub> </o:mrow> </o:math> and overdoped <r:math xmlns:r="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <r:mrow> <r:msub> <r:mrow> <r:mi>La</r:mi> </r:mrow> <r:mrow> <r:mn>2</r:mn> <r:mo>−</r:mo> <r:mi>x</r:mi> </r:mrow> </r:msub> <r:mrow> <r:msub> <r:mrow> <r:mi>Sr</r:mi> </r:mrow> <r:mrow> <r:mi>x</r:mi> </r:mrow> </r:msub> </r:mrow> <r:mrow> <r:msub> <r:mrow> <r:mi>CuO</r:mi> </r:mrow> <r:mrow> <r:mn>4</r:mn> </r:mrow> </r:msub> </r:mrow> </r:mrow> </r:math> , and in very clean materials with little inelastic scattering, such as <t:math xmlns:t="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <t:mrow> <t:msub> <t:mrow> <t:mi>Sr</t:mi> </t:mrow> <t:mrow> <t:mn>2</t:mn> </t:mrow> </t:msub> </t:mrow> <t:mrow> <t:msub> <t:mrow> <t:mi>RuO</t:mi> </t:mrow> <t:mrow> <t:mn>4</t:mn> </t:mrow> </t:msub> </t:mrow> </t:math> . We present a revised analysis where both axes of the original Homes scaling plot are normalized by the Drude plasma weight <v:math xmlns:v="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <v:msubsup> <v:mi>ω</v:mi> <v:mrow> <v:mi>p</v:mi> <v:mo>,</v:mo> <v:mi>D</v:mi> </v:mrow> <v:mn>2</v:mn> </v:msubsup> </v:math> and show that a new universal scaling emerges, in which the superfluid fractions of dirty <x:math xmlns:x="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <x:mi>s</x:mi> </x:math> -wave and dirty <z:math xmlns:z="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <z:mi>d</z:mi> </z:math> -wave superconductors coalesce to a single point at which normal-state scattering is occurring at the Planckian bound. The combined result is a new tool for classifying superconductors in terms of order parameter symmetry, as well as scattering strength and character. Although our model starts from a Fermi-liquid assumption, it describes underdoped cuprates surprisingly well.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».