Ein Feldführer zu nicht-Onsager-Quantenoszillationen in Metallen

Quantenoszillation (QO)-Messungen stellen eine leistungsfähige Methode dar, um die Eigenschaften der Fermifläche (FS) von Metallen zu messen. Die Beobachtung von QOs bei spezifischen Frequenzen wird normalerweise als starkes Indiz für die Existenz extremaler Querschnittsareale der FS angesehen, die direkt dem gemessenen Frequenzwert gemäß der berühmten Onsager-Relation entsprechen. Hierüber überprüfen wir Mechanismen, die QO-Frequenzen erzeugen, die der Onsager-Relation widersprechen, und diskutieren Materialkandidaten. Dazu gehören magnetischer Durchbruch, magnetische Wechselwirkungen, chemische Potentialoszillationen und Stark-Quanteninterferenz, von denen die meisten zu Signalen führen, die bei Kombinationen von "elterlichen" Onsager-Frequenzen auftreten. Besonderer Schwerpunkt liegt auf dem kürzlich entdeckten Mechanismus der Quasi-Teilchen-Lebensdaueroszillationen (QPLOs). Wir wollen einen Feldführer bereitstellen, der es einerseits ermöglicht, solche nicht-Onsager-QOs von konventionellen QOs, die aus extremalen Querschnitten entstehen, zu unterscheiden und andererseits die verschiedenen nicht-Onsager-Mechanismen einander zu differenzieren. Wir geben eine praktische Klassifikation nicht-Onsager-QOs hinsichtlich der Voraussetzungen für ihr Auftreten und ihrer Charakteristika. Wir zeigen, dass insbesondere die kürzlich entdeckten QPLOs erhebliche Herausforderungen für die Interpretation von QO-Spektren darstellen können, da sie ganz allgemein als Frequenzunterschiede in Multi-Orbit-Systemen auftreten können, ohne dass sichtbare "elterliche" Frequenzen im Spektrum erforderlich sind, aufgrund einer stark unterdrückten Temperatur-Zeitanomalie der QPLOs. Wir präsentieren eine umfangreiche Liste von Materialkandidaten, bei denen QPLOs eine alternative Erklärung für die Beobachtung unerwarteter QO-Frequenzen darstellen könnten.