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材料科学：等方性プランク散乱率に起因する、温度に比例する抵抗率
Nature 595, 7869 doi: 10.1038/s41586-021-03697-8
さまざまな「異常金属」では、温度がゼロに近づくと低効率が温度に比例して低下するが、これは、抵抗率が温度の2乗に比例して低下する正常金属とは対照的である。こうした温度に比例する抵抗率は、ℏ/τ = αkBT（ここでαは1のオーダーの定数、ℏはプランク定数、kBはボルツマン定数）で与えられる比率で電荷キャリアが散乱されるためであると考えられている。この散乱率と温度の単純な関係はさまざまな材料で観測されており、これは、散乱の基本的な上限、つまり「プランク限界」の存在を示唆しているが、この限界の根本的な起源についてはほとんど分かっていない。今回我々は、正孔ドープ銅酸化物であるLa1.6−xNd0.4SrxCuO4の角度依存磁気抵抗の測定結果が、最低測定温度まで温度に比例する抵抗率を示すことを報告する。得られた角度依存磁気抵抗の値から、角度分解光電子分光法による測定結果と定量的に一致する明確なフェルミ面が示され、プランク限界、つまりα = 1.2 ± 0.4で飽和する温度に比例する散乱率が明らかになった。意外なことに、このプランク散乱率は等方性である、すなわち、方向に依存しないことが見いだされ、これは「ホットスポット」モデルによる予想とは対照的である。これらの知見は、異常金属の温度に比例する抵抗率が、プランク限界に達する、運動量に依存しない非弾性散乱率から生じることを示唆している。
