Linear resistivity–temperature (R–T) at low temperatures, referred to as strange metal (SM), is an unusual characteristic observed in strongly correlated systems. SM is often mingled with superconductivity and magnetism in various materials. Here, we report a linear R–T relation in a hole-doped, degenerate spin-valley (SV) semiconductor, V_0.25W_0.75Se₂, with hole pockets in the valence band. SM emerges over a wide temperature range (1.8–150 K) without any apparent superconductivity down to 110 mK. This SM behavior is suppressed at low temperatures below 20 K in the presence of a magnetic field. The ansatz 𝑅(𝐻,𝑇)−𝑅(0,0)∝(𝛼𝑘B𝑇)2+(𝛾𝜇B𝜇0𝐻)2⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯√$R(H,T)-R(0,0)\propto \sqrt{{(\alpha k_{\mathrm{B}}T)}^2+{(\gamma {\mu }_{\mathrm{B}}{\mu }_{0}H)}^2}$$R(H,T)-R(0,0)\propto \sqrt{{(\alpha k_{\mathrm{B}}T)}^2+{(\gamma {\mu }_{\mathrm{B}}{\mu }_{0}H)}^2}$ yields the γ/α ratio of ∼4, larger than the previous reports. The observed SM over a wide temperature range is explained by a spin–orbit coupling (SOC)-mediated SV pair with strong correlation effects, analogous to a phonon-mediated Cooper pair in superconductivity. This finding opens possible routes for understanding strange metal behavior through the interplay of strong SOC and strong Coulomb interactions.

中文翻译：

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空穴掺杂简并自旋谷半导体低温线性电阻的观察


低温下的线性电阻率-温度 （R-T），称为奇异金属 （SM），是在强相关系统中观察到的不寻常特性。SM 经常与各种材料的超导性和磁性混合。在这里，我们报告了空穴掺杂、简并自旋谷 （SV） 半导体 V_0.25W_0.75Se₂ 中的线性 R-T 关系，价带上有空穴。SM 在很宽的温度范围内 （1.8–150 K） 出现，在低至 110 mK 的情况下没有任何明显的超导性。在磁场存在的情况下，这种 SM 行为在低于 20 K 的低温下被抑制。安设 R（H，T）−R（0,0）∝
（α𝑘B
T）2+
（γ μB μ0
H）2⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯√$R(H,T)-R(0,0)\propto \sqrt{{(\alpha k_{\mathrm{B}}T)}^2+{(\gamma {\mu }_{\mathrm{B}}{\mu }_{0}H)}^2}$$R(H,T)-R(0,0)\propto \sqrt{{(\alpha k_{\mathrm{B}}T)}^2+{(\gamma {\mu }_{\mathrm{B}}{\mu }_{0}H)}^2}$
产生的 γ/α 比为 ∼4，大于以前的报告。在很宽的温度范围内观察到的 SM 可以用自旋-轨道耦合 （SOC） 介导的 SV 对来解释，该对具有很强的相关性，类似于超导中的声子介导的 Cooper 对。这一发现为通过强 SOC 和强库仑相互作用的相互作用来理解奇怪金属的行为开辟了可能的途径。