An electronic nematic liquid in BaNi2As2

Yi Yao, Roland Willa, Tom Lacmann, Sofia-Michaela Souliou, Mehdi Frachet, Kristin Willa, Michael Merz, Frank Weber, Christoph Meingast, Rolf Heid, Amir-Abbas Haghighirad, Jörg Schmalian and Matthieu Le Tacon ()
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Yi Yao: Institut für Quantenmaterialien und -technologien, Karlsruher Institut für Technologie
Roland Willa: Institut für Theorie der Kondensierten Materie, Karlsruher Institut für Technologie
Tom Lacmann: Institut für Quantenmaterialien und -technologien, Karlsruher Institut für Technologie
Sofia-Michaela Souliou: Institut für Quantenmaterialien und -technologien, Karlsruher Institut für Technologie
Mehdi Frachet: Institut für Quantenmaterialien und -technologien, Karlsruher Institut für Technologie
Kristin Willa: Institut für Quantenmaterialien und -technologien, Karlsruher Institut für Technologie
Michael Merz: Institut für Quantenmaterialien und -technologien, Karlsruher Institut für Technologie
Frank Weber: Institut für Quantenmaterialien und -technologien, Karlsruher Institut für Technologie
Christoph Meingast: Institut für Quantenmaterialien und -technologien, Karlsruher Institut für Technologie
Rolf Heid: Institut für Quantenmaterialien und -technologien, Karlsruher Institut für Technologie
Amir-Abbas Haghighirad: Institut für Quantenmaterialien und -technologien, Karlsruher Institut für Technologie
Jörg Schmalian: Institut für Quantenmaterialien und -technologien, Karlsruher Institut für Technologie
Matthieu Le Tacon: Institut für Quantenmaterialien und -technologien, Karlsruher Institut für Technologie

Nature Communications, 2022, vol. 13, issue 1, 1-9

Abstract: Abstract Understanding the organizing principles of interacting electrons and the emergence of novel electronic phases is a central endeavor of condensed matter physics. Electronic nematicity, in which the discrete rotational symmetry in the electron fluid is broken while the translational one remains unaffected, is a prominent example of such a phase. It has proven ubiquitous in correlated electron systems, and is of prime importance to understand Fe-based superconductors. Here, we find that fluctuations of such broken symmetry are exceptionally strong over an extended temperature range above phase transitions in $${{{{{\rm{Ba}}}}}}{{{{{{\rm{Ni}}}}}}}_{2}{({{{{{{\rm{As}}}}}}}_{1-x}{{{{{{\rm{P}}}}}}}_{x})}_{2}$$ Ba Ni 2 ( As 1 − x P x ) 2 , the nickel homologue to the Fe-based systems. This lends support to a type of electronic nematicity, dynamical in nature, which exhibits a particularly strong coupling to the underlying crystal lattice. Fluctuations between degenerate nematic configurations cause splitting of phonon lines, without lifting degeneracies nor breaking symmetries, akin to spin liquids in magnetic systems.

Date: 2022
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DOI: 10.1038/s41467-022-32112-7

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