特别说明：本文由学研汇技术中心原创撰写，旨在分享相关科研知识。因学识有限，难免有所疏漏和错误，请读者批判性阅读，也恳请大方之家批评指正。奇异的金属相可以在一些强关联材料中形成，其特点是通常的电荷输运规律被打破。然而，由于缺乏合适的探针，理解这个奇异阶段的电荷动力学受到了阻碍。要理解量子材料中在定位边缘发展起来的奇异金属行为，就需要探索潜在的电子电荷动力学。有鉴于此，日本兵库大学Hisao Kobayashi等人利用基于同步辐射的Mössbauer光谱技术，研究了b-YbAlB4奇异金属相的电荷波动随温度和压力的变化规律。作者发现，在费米液体体系中，单吸收峰在进入临界体系时分裂为两个峰。作者把这个谱解释为一个单一的核跃迁，由附近的电子价波动调制，其长时间尺度被带电极化子的形成进一步增强。这些临界电荷波动可能被证明是奇异金属的独特特征。（1）利用基于同步辐射的Mössbauer光谱研究电荷波动Mössbauer光谱测量由局部(q积分)电荷密度变化引起的核吸收线的位移。测量的特征时间尺度是核激发态的寿命，在174Yb中为0~2.5 ns。比t0时间短得多的电荷波动产生一条运动变窄的吸收线，而比t0时间长得多的电荷波动产生一条双峰吸收线。通过拟合Mössbauer吸收线形状，可以检测到时间范围为~0.1t0到~10t0的电荷波动。
作者研究了SM体系中的QC行为是如何影响电荷动力学的，随着环境压力下SM体系向压力下FL体系的转变。在20k和环境压力下， Mössbauer光谱呈现单线特征。而在T*~ 10 K以下，随着进入QC区域，该峰变宽为双峰结构，显著性为5s。在2 K处p< 0.7 GPa时观察到的双峰结构在p~1.2 GPa左右合并成一个单峰，最终在p = 2.3 GPa时锐化成一个几乎分辨率有限的峰值，这是FL的特征。在环境压力下使用随机理论分析了Mössbauer光谱，其中单个核跃迁由两种不同的电荷态调制。预测的光谱很好地再现了低T时光谱中的双峰结构，随着T的增加，它随后坍缩成一条线。
图 基于同步辐射的β-YbAlB4 174Yb Mössbauer光谱的温度和压力依赖性作者将SM Mössbauer谱中观察到的分裂线形状解释为β-YbAlB4中Yb2+和Yb3+类离子态之间异常缓慢的价波动，在时间尺度τf>1 ns上，随着温度在T*以下下降，遵循近似幂律增长τf~T-0.2。通过改变X射线的入射角，Yb3+基态的矩为Jz=±5/2。缓慢的电荷波动一直延伸到p*，超过p*，在FL体系对应的受压态中，就会出现常规的电荷快速波动的价电子波动态。
图 β-YbAlB4的Lamb-Mössbauer因子fLM总之，作者使用基于SR的Mössbauer光谱为β-YbAlB4的SM体系中异常缓慢的电荷波动提供了直接证据。由于它们的时间尺度比晶格响应的时间尺度长，作者推断了混合价区极化子的形成。在压力诱导下，电荷缓慢波动模式和晶格的异常振动都消失了。人们很自然地期望这种观察到的慢电荷模式与SMs中经常观察到的线性电阻率有关。各种理论方法表明，以前未知的SMs输运特性与普朗克金属的普遍量子流体力学有关。由于局部平衡是在普朗克时间尺度上建立的，因此很自然地将这里检测到的缓慢电荷波动视为独特流体动力学模式的可能特征。这表明纳秒电荷波动和异常振动不是β-YbAlB4特有的，而是量子材料中SM体系的普遍属性。HISAO KOBAYASHI, et al. Observation of a critical charge mode in a strange metal. Science, 379(6635): 908-912.DOI: 10.1126/science.abc4787https://www.science.org/doi/10.1126/science.abc4787
