Symmetriebrechende Gitterverzerrung in einer elektronischen nematischen Phase

Abstract

In einer nematischen Phase bricht ein Elektronensystem spontan die Rotationssymmetrie des Kristallgitters. Der itinerante Metamagnet Sr$_3$Ru$_2$O$_7$ ist ein Modellsystem für elektronische Nematizität in der Nähe eines quantenkritischen Punktes. Diese Arbeit untersucht die nematische Phase in Sr$_3$Ru$_2$O$_7$ mittels hochauflösender kapazitiver Dilatometrie. Thermische Ausdehnung und Magnetostriktion in der $ab$-Ebene der Probe werden bei tiefen Temperaturen und unter verschiedenen Orientierungen des externen Magnetfelds gemessen. Die Experimente zeigen, daß der nematische Zustand mit einer Gitterverzerrung von der Größenordnung $10^{−6}$ einhergeht. Diese strukturelle Symmetriebrechung kann als eine partielle orbitale Ordnung in den $d_{xz}$-, $d_{yz}$-Bändern beschrieben werden. Die Beobachtungen sind konsistent mit der allgemeinen Vorhersage, daß strukturelle Instabilitäten durch quantenkritische Fluktuationen getrieben werden können.