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も~痩せたいよ~!-電子ちゃんの有効質量事情-

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【イントロ】 痩せたい。。。 何だこのお腹の贅肉は… © いらすとや 痩せるにはどうすればいいだろう? そうだ!ダイエットは体重測定から! そこで、この記事では固体中の電子の有効質量を測定する方法を調べてみました。 © いらすとや 【方法】 がんばってしらべました。 有効質量は本当はテンソルになりますが、まあ細かいことはおいときましょう。 【結果】 <常伝導状態> ●比熱 比熱は単位質量の物質の温度を単位温度上昇させるために必要な熱量のことです。比熱に寄与する成分はフォノンや電子、マグノンなど色々あります。この内電子比熱成分は低温で温度に比例することが知られています。そのため、比熱の温度依存性から電子比熱成分を抽出することが可能です。自由電子の場合、次のような式になることが知られています。 Wiki より 状態密度が質量に比例することから、電子比熱成分を測定することで、電子の有効質量が測定できます。上記の式は自由電子に対するものですが、フェルミ液体理論によれば、電子相関の効果は有効質量に繰り込み、自由電子のように扱う事ができることが知られています。そのため、電子相関が強ければ電子比熱係数の増大が観測できます。 ダイエットぉぉぉぉ 例えば重い電子系と呼ばれる電子相関の強い物質系では、電子相関により電子が実効的に重くなり、電子比熱係数が通常金属の1000倍程度になるものも知られています。 電気抵抗の電子散乱成分の係数と電子比熱係数を比較した門脇-ウッズ則の図。 右に行くほど電子相関が強い(デブ) Jacko, A., Fjærestad, J. & Powell, B. A unified explanation of the Kadowaki–Woods ratio in strongly correlated metals. Nature Phys 5, 422–425 (2009). https://doi.org/10.1038/nphys1249 また、量子相と量子相の境界、すなわち量子臨界点では電子相関が強くなり、電子比熱係数が増大することも知られています。 相撲部屋で生活すると体がおっきくなるみたいな感じですね。 Ni(S,Se)2の量子臨界点での振る舞い。 十倉、「 d電子系の金属 : 絶縁体転移 : 電荷ダイナミクスの観点から 」 ●量子

2023年5月の気になった論文(完全版)

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GWおかわりお願い。   v1 2023/5/14 v2 2023/5/20 v3 2023/5/20 v4 2023/6/3 ・室温超伝導再現できず!がNature、一区切りか? ・5次元走査型透過電子顕微鏡、かっちょいい ・逆軌道ホール効果の観測、オービトロニクスきたな ・非アーベルトポロジカル秩序の観測、量子コンピュータ研究熱い ・超伝導アークの観測、ARPESすごい ・磁場中ARPES2例目、MY研手広い ・SC-QHヘテロ構造でのカイラル超伝導流の観測、すごい ・高品質UTe2はTRSBしない、サンプル大切 ・グラフェンの電気分極の発見、まじ? ・ベイズ繰り込みの提案、気になる ・RuCl3のマヨラナ励起の決定的証拠、決まりやね ・ニッケル酸化物の高圧80K超伝導、すごい ・イリジウム酸化物はNOTモット絶縁体説、なやましい ・ゲーデルの不完全性定理と究極統一理論、そこに効いてくるのか ・冷却原子ジュール-トムソン効果、テクい ・ISSにおける冷却原子実験、壮大だ ・4D電子顕微鏡の開発、テクい ・Julia製マテインフォMLシステムChemellia、時代はJulia ・BCS理論による最大Tcはデバイ温度の約10%、上限見出されたか ・ルテネイトの磁場方向制御ネマテッィク状態、やっぱり制御できないとね ・グラフェンの室温量子ホール効果、すごい ・マックスウェルの悪魔 In ウォール街、オシャ ・超高純度UTe2の相図、えっちだ ・1.3nmサイズのトポロジカルスピン構造、未来を感じる ・フラーレンの線形分散、ディラック!ディラック! ・非平衡BCS状態の観測、キャビティQEDすごい ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー ☆No.4 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー The Composite Particle Duality: A New Class of Topological Quantum Matter https://arxiv.org/abs/2306.00825 複合粒子双対性、新しいトポロジカル量子物質クラスの提案ふむふむ Observing Dynamical Phases of a Bardeen-Cooper-Schrieffer Superconductor in a Cavity Q