Intrinsic Tunneling in Cuprates and Manganites
最具各向异性的高温超导体如Bi2Sr2CaCu2O8以及最近发现的层状锰氧化物La1.4Sr1.6Mn2O7是层状金属系统,其中层间电流传输通过载流子的顺序隧穿发生。因此,在Bi_2Sr_2CaCu_2O_8中,相邻的CuO_2双层形成本征约瑟夫森隧道结,而在La_(1.4)Sr_(1.6)Mn_2O_7中,相邻MnO_2层之间的自旋极化载流子隧穿导致本征自旋阀效应。我们提出并讨论这两个系统的层间传输实验。为了进行实验,在上述材料的单晶的顶部上图案化小尺寸的台面结构,从而分别限定少量本征约瑟夫森结和本征自旋阀的堆叠。
2001-07-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase separation of electrons strongly coupled with phonons in cuprates and manganites
最新的先进蒙特卡罗模拟没有发现具有电子-电子排斥关联的哈伯德模型中的超导性和相分离。我们认为,微观相分离的铜酸盐超导体和巨磁阻(CMR)锰氧化物起源于一个强大的电子-声子相互作用(EPI)结合不可避免的混乱。吸引电子的相关性,由几乎未延迟的EPI引起,足以克服这些电荷转移Mott-Hubbard绝缘体中的直接的位点间库仑排斥,因此低能物理是小极化子和小双极化子(声子修饰的实空间电子(空穴)对)。他们形成集群本地化的无序流动性边缘以下,但传播的流动性边缘以上的布洛赫状态。我确定的Froehlich有限范围EPI与光学声子作为最重要的配对和相分离的超导层状铜酸盐。在顺磁相(电流载流子密度崩塌(CCDC))中,氧空穴配对成重双极化子也解释了掺杂锰氧化物的CMR,这是由于双极化子在铁磁相中的磁分裂。在这里,我简要地提出了一个解释的高,低电阻相共存附近的铁磁转变的极化铁磁和双极化顺磁域由于掺杂锰氧化物中不可避免的混乱的混合物。
2008-10-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhanced Spin and Electronic Reconstructions at the Cuprate-Manganite Interface
我们报告的共振软X射线光谱研究的电子和磁结构的铜锰氧化物界面。在Cu L边缘进行的偏振X射线光谱测量显示,与过去的实验和理论值相比,二向色性信号增加了五倍。此外,层间电荷转移的程度增加到0.25e(其中e是电子的电荷)每个铜离子观察到导致深刻的重建这些界面铜离子的轨道方案。据推测,这些增强有关的TMI观察到的快速调制通量生长的锰氧化物层的增加。
2013-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Granular superconductivity and magnetic-field-driven recovery of macroscopic coherence in a cuprate/manganite multilayer
结果表明,在Pr $ _{0.5} $ La $ _{0.2} $ Ca $ _{0.3} $ MnO $ _{3} $ /YBa $ _{2} $ Cu $ _{3} $ O $ _{7} $(PLCMO/YBCO)多层膜中,YBCO的低温态电阻很大,类似于颗粒超导体或阻挫约瑟夫逊结网络.值得注意的是,一个连贯的超导响应可以恢复与大磁场,这也抑制了电荷轨道顺序PLCMO。这一符合表明,颗粒超导态的YBCO是诱导PLCMO的电荷轨道秩序。YBCO中诱导非均匀态的耦合机制和性质还有待于进一步研究。
2016-11-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Symmetry Origin of the Phase Transitions and Phase Separation in Manganites at Low Doping
我们分析了未掺杂和中等掺杂LaMnO $_3$中顺磁到A型反铁磁和铁磁相变的对称性变化。我们发现,在正交畸变的钙钛矿锰氧化物中,低掺杂的相分离与对称性所允许的磁序的非共线性质有关。在朗道相变理论的框架内,提出了两种相变竞争的简单模型。
1999-10-27 cond-mat.str-el
Doping asymmetry in the three-band Hamiltonian for cuprate ladders: failure of the standard model of superconductivity in cuprates
本文通过DMRG计算发现Cu$_2$O$_3$两腿阶梯的三带哈密顿量在电子与空穴掺杂下表现出超导的强不对称性,与实验发现的对称性相矛盾,质疑了铜氧化物超导标准模型。
2023-06-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Experimental Evidence for Topological Doping in the Cuprates
最近的一些实验提供支持的概念,拓扑掺杂的铜氧化物超导体进行了讨论。与电荷分离的观点相一致,认为与YBa(2)Cu(3)O(6+x)和Bi(2)Sr(2)CaCu(2)O(8+δ)中发现的“共振”峰相关的散射来自Cu自旋,而不是来自掺杂空穴。
1999-03-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping dependence of the exchange energies in bilayer manganites: Role of orbital degrees of freedom
最近,在中子散射实验中观察到双层锰氧化物$La_{2-2x}Sr_{1+2x}Mn_2O_7$的交换能与掺杂的关系。层内交换只有微弱的变化与掺杂,而层间的急剧下降。在这里,我们提出了一个理论,占这些实验结果。我们认为,所观察到的显着的掺杂依赖的交换能量可以归因于与掺杂的轨道能级分裂的评价。后者是由Jahn-Teller效应(支持轴向轨道)和双层结构中电子带的轨道各向异性(促进面内轨道)之间的相互作用处理的,这是由库仑排斥监测的。所提出的理论,虽然是一个平均场类型,很好地描述了实验数据,也给出了估计的几个有趣的能量尺度涉及的问题。
2002-04-03 cond-mat.str-el
Novel Cu-based dz2 order at a YBa2Cu3O7/ manganite interface
量子材料中近简并有序的相互作用可以导致无数的涌现相。一个突出的情况是,高Tc铜氧化物的超导性和短程之间的关系,在CuO 2平面涉及的dx 2-y2轨道(铜-CDW)的无公度电荷密度波是一个很大的电流感兴趣的主题。通过施加大磁场、单轴压力或通过铜酸盐/锰氧化物多层膜中的界面耦合,已经实现了这种Cu-CDW的强度和相干性的强修改。然而,这种修改不会改变主要的轨道特征。在这里,我们调查铜酸盐/锰氧化物多层膜的共振非弹性X射线散射(RIXS),并表明,一种新的铜基密度波秩序可以诱导,以前没有观察到的铜酸盐。该阶具有Q = 0.096倒易晶格单位(r.l.u.)的异常小的波矢量,约40 nm的大的相关长度,以及主要的dz 2轨道特征,而不是典型的dx 2-y2特征。它的出现是由锰氧化物的空穴掺杂决定的,空穴掺杂是控制界面电荷转移和轨道重构的关键参数。我们预计,以前未知类型的密度波秩序在YBCO界面的观察将允许新的观点超导性和电荷顺序(CO)的铜酸盐之间的神秘关系。
2020-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital ordering transition in the single-layer manganites near half doping: a weak-coupling approach
研究了近半掺杂单层锰氧化物中晶场分裂和Jahn-Teller畸变对轨道有序跃迁的影响。有利于$d_{3z^2-r^2}$占据的能级的晶场分裂不仅为在$Γ$点周围具有圆形电子袋的La $_{0.5}$ Sr $_{1.5}$ MnO $_4$提供了正确的费米表面拓扑,而且还增强了M点周围空穴袋的平坦性,从而改善了嵌套。在圆形电子袋的存在下,Jahn-Teller畸变被发现是至关重要的过渡到横向轨道有序与有序波矢量($0.5π, 0.5π$)。在空穴掺杂的制度$0.5 \leq x \leq 0.7$,轨道有序波矢量示出了根据实验的空穴浓度的线性依赖。
2014-12-02 cond-mat.str-el
Doping and temperature dependence of electronic Raman response in cuprate superconductors
在t-J模型的动能驱动超导机制框架下,研究了铜氧化物超导体中电子喇曼响应的掺杂和温度依赖性。结果表明,在低能位移时,B_{1g}对称性的温度依赖性耗尽比B_{2g}对称性的温度依赖性耗尽快。与掺杂相关的超导转变温度的圆顶形状类似,在欠掺杂区,B_{2g}沟道中的对断裂峰值能量随着掺杂的增加而增加,在最佳掺杂区达到最大值,然后在过掺杂区减小.此外,总体库珀对密度随着欠掺杂区域中的掺杂增加而增加。
2010-11-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mean-Field Approach to Charge, Orbital, and Spin Ordering in Manganites
我们提出了一个平均场论的电荷,轨道,和自旋有序锰氧化物在50%和0%掺杂考虑Jahn-Teller相互作用,最近邻排斥,并没有单一的网站双占用。对于无自旋费米子,我们表明,Jahn-Teller扭曲和电荷轨道有序同时发生。在我们的二维模型中,在50%的掺杂,对于小的最近邻排斥的系统是轨道极化,而对于较大的排斥,系统进行CE型有序。对于0%掺杂的情况,基态是轨道反铁磁的。在包括自旋自由度后,在50%和0%掺杂下,在相邻芯自旋之间的小反铁磁耦合下,排序保持相同。
2000-10-14 cond-mat.str-el
Manganites at Low Temperatures and Light Doping:Band Approach and Percolation
采用紧带模型计算锰氧化物中的$e_{2g}$轨道。结果表明,一个大的原子内Hund的耦合,$J_H$和由此产生的双交换机制导致反铁磁有序沿立方轴的合作JT效应,进一步降低电子的能带能量稳定。因此,LaMnO $_3$是由2D铁磁层构成的带绝缘体。用逾渗法计算了La $_{1-x}$ Sr $_x$ MnO $_3$的临界浓度$x_c\simeq 0.16$和相变。
1998-04-30 cond-mat.str-el
Failure of t-J models in describing doping evolution of spectral weight in x-ray scattering, optical and photoemission spectra of the cuprates
我们分析了实验证据的异常转移的光谱重量从高到低的能量尺度在电子和空穴掺杂的铜氧化物作为掺杂的功能。X射线散射,光学和光电子能谱都发现,高能量谱的重量减少,随着掺杂的速度比预测的大$U-$限制计算。然而,所观察到的掺杂演变是很好地描述了一个中间耦合的情况下,有效的哈伯德$U$是相当的带宽。各种光谱的实验光谱与固定的$U$精确对角化或量子Monte Carlo计算不一致,并表明铜酸盐中有效$U$的显著掺杂依赖性。
2010-11-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping dependence of spin and orbital correlations in layered manganites
我们研究了单层和双层锰氧化物中自旋和轨道相关性之间的相互作用,使用一个有效的自旋-轨道t-J模型,该模型明确地处理耦合到经典t_{2g}自旋的e_g轨道自由度。利用有限团簇和周期性边界条件,通过精确对角化求解轨道多体问题,或者通过优化零温自旋组态,或者通过对有限温度自旋子系统使用经典Monte-Carlo。在未掺杂的二维团簇中,发现了轨道和自旋关联的互补行为-铁磁自旋序与交替轨道序共存,而反铁磁自旋序,由t_{2g}自旋超交换触发,与铁磁轨道序共存。在有限晶场条件下,我们建立了La_{1-x} Sr_{1+x} MnO_4的实际模型,描述了随着掺杂量的增加,主要由面外3z^2-r^2轨道占据逐渐转变为面内x^2-y^2轨道占据.该电子模型能很好地解释掺杂x=0.5时单层锰氧化物中CE相的稳定性,并能在高掺杂时在Nd_{1-x} Sr_{1+x} MnO 4中发现C型反铁磁相。另外,在双层锰氧化物中,磁性相和伴随的轨道顺序随着掺杂的增加而改变。该模型预测了高掺杂x>0.75时的C-AF和G-AF相,正如在La_{2-2x} Sr_{1+2x} Mn_2O_7中实验发现的那样。
2006-04-01 cond-mat.str-el
Interface hole-doping in cuprate-titanate superlattices
用局域自旋密度近似(LSDA+U)方法研究了YBa $_2$ Cu $_3$ O $_6$与SrTiO $_3$界面的电子结构.我们发现金属状态的铜酸盐/钛酸盐异质结的空穴载流子集中在CuO $_2$ -层和第一界面TiO $_2$和SrO平面。这种有效的界面掺杂是由于界面的极性而出现的,这是由第一个不完整的氧化铜晶胞引起的。界面诱导的CuO $_2$ -层的高预掺杂是控制基于铜酸盐/钛酸盐超晶格实现的工程场效应器件的超导性质的关键机制。
2006-12-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping dependence of Meissner effect in cuprate superconductors
基于动能驱动的超导机制,在t-t '-J模型下研究了铜氧化物超导体中迈斯纳效应的掺杂依赖性.根据线性响应理论,证明了超导体的电磁响应由反磁电流和顺磁电流两部分组成,从而精确地抵消了正常状态下的反磁项,并由此得到了超导体在整个超导穹顶内的$T\leq T_{c}$温度下的迈斯纳效应。通过考虑二维几何形状的铜氧化物超导体内的镜面反射模型,掺杂和温度依赖的局部磁场分布,磁场穿透深度的主要特征,以及观察到的超流密度的铜氧化物超导体被很好地再现。特别是,它表明,在类似的圆顶形状的掺杂依赖的超导转变温度,最大的超流密度发生在附近的临界掺杂$δ\approx 0.195$,然后降低在低掺杂和高掺杂制度。
2010-08-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spatially Selective and Reversible Doping Control in Cuprate Films
我们描述了一种可逆的,空间控制的铜氧化物薄膜掺杂方法。该技术已被用于创建超导体-反铁磁绝缘体-超导体(S-AFI-S)结和最佳掺杂超导体-欠掺杂超导体-最佳掺杂超导体(OS-US-OS)铜酸盐结构。我们演示了如何S-AFI-S结构可以用来可靠地测量在低温下使用超导体作为无缝电引线的反铁磁绝缘体区域的输运性质。我们还讨论了应用和基本的问题,可以解决与这种掺杂方法创建的结构。虽然在本工作中它是在铜氧化物膜(YBa 2Cu 3 O 7-δ)上实施的,但是该方法也可以应用于其物理性质由氧含量决定的任何混合价过渡金属氧化物。
2005-08-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of Interface Induced Exchange Fields on Cuprate-Manganite Spin Switches
本文用联合输运和极化中子反射法研究了La $_{0.7}$ Ca $_{0.3}$ MnO $_3$(LCMO)/YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$(YBCO)/LCMO三层膜中反常的逆自旋开关行为。测量磁化曲线和磁阻在一个平面内旋转磁场,我们证明,相反,许多公认的理论方案,两个LCMO的磁化之间的相对取向是不足以确定的磁阻。相反,场的依赖性的磁电阻的解释之间的相互作用所施加的磁场和(指数尾)在YBCO中的感应交换场,后者起源于电子重建在LCMO/YBCO接口。
2012-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spectacular doping dependence of interlayer exchange and other results on spin waves in bilayer manganites
本文报道了双层巨磁电阻锰氧化物La(2-2x)Sr(1+2x)Mn_2 O_7(x=0.30,0.35和0.40)中自旋波的测量结果。对于x=0.35和0.40的整个声学和光学的色散关系是合理的,以及描述的双层海森堡哈密顿与最近邻交换。面内耦合仅弱地依赖于x,但双层的平面之间的耦合改变四倍。计算结果直观地反映了随着空穴浓度的增加,轨道由混合特征向主要特征的变化。
2001-05-11 cond-mat.str-el
Doping dependence of the electron-doped cuprate superconductors from the antiferromagnetic properties of the Hubbard model
利用Kotliar-Ruckenstein从玻色子方法研究了电子掺杂铜氧化物超导体的$t$ - $t'$-$t''$ - $U$模型的反铁磁性质.由于包含自旋涨落的AF阶随掺杂的降低比Hartree-Fock理论中获得的快得多。在中间{ \it常数} $U$下,计算的光谱强度的掺杂演变令人满意地再现了实验结果,而不需要如前所述的强烈掺杂依赖的$U$。这可能会调和在最近的研究中提出的光电发射和光电导率的差异。
2005-07-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nonlinear Doping of Cuprate Superconductors -- The case of Bi_2Sr_{2-x}La_xCuO_{6+δ}
分析了Sr_{2-x} La_ xCuO_{6+δ}(BSLCO)的空穴掺杂机制.发现x=0.35附近的奇异最优值与掺杂CuO_2层和其掺杂剂反应物[La^{3+}/Bi^{3+}-O_δ]之间的反馈有关,该反馈将掺杂空穴的数量优先锁定在普适最优值n_opt=0.16上。
2010-12-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fe-doping-induced evolution of charge-orbital ordering in a bicritical-state manganite
用不同的过渡金属原子取代Mn原子,研究了杂质对处于金属-绝缘体转变边缘的双临界锰氧化物(La_(0.7)Pr_(0.3))Ca_(0.35)MnO_3铁磁金属态稳定性的影响。其中,Fe掺杂表现出显著降低铁磁转变温度的特殊能力。对Fe掺杂晶体的磁输运性质和X射线衍射的系统研究表明,电荷轨道有序演化到低温,这强烈抑制了铁磁金属态。所观察到的玻璃态的磁性和输运性质以及扩散相变可以归因于相分离状态,其中短程电荷轨道有序的团簇嵌入在铁磁性金属基质中。Fe掺杂锰氧化物的这种行为与Cr掺杂对电荷轨道有序锰氧化物的影响形成了鲜明的对比,称为杂质诱导的电荷轨道有序崩溃。
2007-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evolution of magneto-orbital order upon B-site electron doping in Na1-xCaxMn7O12 quadruple perovskite manganites
我们提出了一个新的磁性相在Na 1-xCaxMn 7 O 12四重钙钛矿相图,这是众所周知的伪CE相的简单的钙钛矿锰氧化物的无公度的类似物的中子粉末衍射的发现和细化。我们证明了在四重钙钛矿中由于A和B位点之间的交换相互作用而产生的无公度磁序。此外,通过构建一个简单的平均场海森堡交换模型,一般描述简单和四重钙钛矿系统,我们表明,这种新的磁性相统一的图片之间的相互作用的电荷,磁性和轨道之间的排序在广泛的化合物。
2018-05-23 cond-mat.str-el
Abrupt transition in quasiparticle dynamics at optimal doping in a cuprate superconductor system
本文报道了在Bi_2Sr_2Ca(1-y)Dy(y)Cu_2O(8+delta)(BSCCO)体系中,光致反射率变化Δ R随空穴浓度的时间分辨测量。我们发现,在超导转变温度Tc最大的地方,准粒子衰变动力学和Delta R的符号都发生突变。这些一致的变化表明,准粒子动力学的急剧转变正好发生在BSCCO系统中的最佳掺杂。
2005-03-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Universal scaling behavior of pseudogap with doping in high Tc cuprates; temperature and doping dependence of spectral intensity
基于我们改进的SU(2)从玻色子方法(Phys.Rev.B64,052501(2001)),我们报道了赝能隙随掺杂的标度行为以及谱函数的温度和掺杂依赖性.此外,我们还讨论了高Tc铜氧化物光谱函数中出现峰和准粒子峰的原因。结果表明,在Tc以下观察到的准粒子峰的锐化归因于holon对的玻色凝聚。从计算的赝能隙$Δ_0$与超导温度Tc和赝能隙温度$T^*$的比值作为空穴掺杂浓度x的函数,我们发现这些比值随掺杂存在一个普适的标度,即前者的双曲线标度行为,$\frac{2 Δ_0}{k_B T_c} \sim x^{-α}$与$α\sim 2$和后者的近掺杂无关,$\frac{2 Δ_0}{k_B T^*} \approx 4 \sim 6$。
2002-12-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dopant-dependent impact of Mn-site doping on the critical-state manganites: R0.6Sr0.4MnO3 (R=La, Nd, Sm, and Gd)
通过改变掺杂种类和$R$依赖的单电子带宽,研究了杂质掺杂对钙钛矿锰氧化物$R_{0.6}$ Sr $_{0.4}$ MnO $_{3}$的影响。在铁磁金属锰氧化物($R$ =La、Nd和Sm)中,少量的Fe取代显著降低铁磁转变温度,导致具有短程电荷轨道相关性的自旋玻璃绝缘态。对于每个$R$物种,作为Fe浓度的函数的相图是非常相似的$R_{0.6}$ Sr $_{0.4}$ MnO $_{3}$通过降低离子半径的$R$网站,表明在相竞争区域的Fe掺杂减弱铁磁双交换相互作用,相对于电荷轨道有序不稳定性。我们还发现了Cr(或Ru)掺杂对自旋玻璃绝缘锰氧化物($R$ =Gd)的对比影响。在那里,在低温下观察到的杂质诱导的铁磁磁化作为固有的短程电荷轨道有序的崩溃的结果,而Fe掺杂仅起次要作用。所观察到的杂质掺杂的相反性质可以归因于掺杂离子之间的反铁磁相互作用的幅度的差异。
2008-05-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Doping dependence of an n-type cuprate superconductor investigated by ARPES
本文用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了n型铜氧化物超导体Nd_2-xCe_xCuO_4从半填充Mott绝缘体到T_c= 24 K超导体的掺杂效应。在Nd_2CuO_4中,我们首次发现了电荷转移带(CTB)。随着电子的掺杂,这种特征的强度降低,并伴随着近E_F谱权的形成。在低掺杂时,费米表面是一个以(pi,0)为中心的电子袋(体积~ x)。进一步的掺杂导致以(pi,pi)为中心的新的空穴状费米表面(体积~ 1+x)的产生。这些发现揭示了莫特间隙,其掺杂的演变,以及n型铜氧化物的异常输运性质。
2002-07-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping dependence of chemical potential and entropy in hole- and electron-doped high-Tc cuprates
我们用t-t '-t''-J模型研究了空穴和电子掺杂铜氧化物的热力学性质。我们发现,化学势表现出不同的掺杂依赖性之间的空穴和电子掺杂。最近的实验数据的化学势的位移再现,除了轻欠掺杂区的条纹和/或电荷的不均匀性,预计是重要的孔掺杂。熵也被计算为载流子浓度的函数。结果表明,电子掺杂体系的熵小于空穴掺杂体系的熵。这与强反铁磁短程相关,在电子掺杂系统中生存。
2003-03-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in doped two-leg ladder cuprates
基于动能驱动的超导机制,在t-J梯形模型下,研究了掺杂双腿梯形铜氧化物中具有修正d波对称性的超导电性.结果表明,自旋液体基态的半填充演变成超导基态掺杂。与平面铜氧化物超导体的超导转变温度的掺杂依赖性类似,在欠掺杂区,掺杂双脚梯形铜氧化物的超导转变温度随掺杂的增加而增加,在最佳掺杂区达到最大值,然后在过掺杂区降低.
2006-05-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping and temperature dependence of incommensurate antiferromagnetism in underdoped lanthanum cuprates
在t-J模型下,利用费米子-自旋变换技术研究了欠掺杂铜酸镧正常态的动态自旋结构因子与掺杂、温度和能量的关系.在较低的温度下,在$[(1\pmδ)π,π]$、$[π,(1\pmδ)π]$处发现了无公度峰,$δ$在开始时随掺杂量线性增加,然后在较高的掺杂量下饱和。这些峰的振幅随温度和能量的变化而变宽和变弱,与实验结果吻合得很好。该理论还预测,在更高的温度下,$π/4$会使这些峰旋转,并移动到$[(1\pm δ/\sqrt{2})π,(1\pm δ/\sqrt{2})π]$。
2001-09-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous doping evolution of superconductivity and quasiparticle interference in Bi2Sr2Ca2Cu3O10+δ trilayer cuprates
我们用扫描隧道显微镜研究了Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_(10 +δ)三层铜氧化物从最佳掺杂到过掺杂的变化。我们发现,从内部和外部的CuO 2平面的两个不同的超导间隙都迅速减少掺杂,形成鲜明对比,几乎恒定的Tc。光谱成像显示,在过度掺杂的样品的波腹区域的准粒子干扰的情况下,表现出相反的趋势,在单层和双层化合物。我们建议,存在两种类型的不等价的CuO 2平面和它们之间的复杂的相互作用是负责这些高度异常的观察在三层铜酸盐。
2020-12-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping and energy evolution of spin dynamics in the electron-doped cuprate superconductor Pr$_{0.88}$LaCe$_{0.12}$CuO$_{4-δ}$
基于动能驱动的超导机制,研究了电子掺杂铜氧化物超导体Pr $_{0.88}$ LaCe $_{0.12}$ CuO $_{4-δ}$在超导态的掺杂和磁激发的能量演化.结果表明,在低能区存在一个宽的公度散射峰,共振能位于该公度散射峰的范围内。这种低能量的公度散射在高能量下向外分散成连续的环状非公度散射。该理论还预测了一个圆顶形的掺杂依赖的共振能量。
2008-02-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in electron-doped cuprates: Gap shape change and symmetry crossover with doping
在一个模型中研究了电子掺杂铜氧化物的超导电性的Kohn-Luttinger机制。超导相的序参量的对称性被确定为费米面的几何形状的函数连同电子-空穴磁化率的结构。发现在较大的掺杂范围内,仍保持d_{x^2-y^2}波。间隙各向异性的形状随着掺杂而演变,最大间隙远离(pi,0),与最近的实验很好地一致。随着最大值的位移增加,发现到d_{xy}对称性的交叉。
2003-11-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping evolution of the electronic structure in the single-layer cuprates Bi$_2$Sr$_{2-x}$La$_x$CuO$_{6+δ}$: Comparison with other single-layer cuprates
我们已经进行了角分辨光电子能谱和芯层X射线光电子能谱研究的单层铜酸盐Bi $_2$ Sr $_{2-x}$ La $_x$ CuO $_{6+δ}$(Bi 2201),并揭示了掺杂的电子结构的演变从轻掺杂到最佳掺杂区域。我们已经观察到的色散准粒子带的形成,费米“弧”的费米面的演变和化学势的移动与空穴掺杂在其他铜酸盐。Bi 2201中的掺杂演变类似于Ca $_{2-x}$ Na $_{x}$ CuO $_{2}$ Cl $_2$(Na-CCOC)中的掺杂演变,其中已经观察到朝向母绝缘体的较低哈伯德带的快速化学势偏移,但是与La $_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuO $_{4}$(LSCO)中的掺杂演变完全不同,其中化学势不偏移,而色散带和费米弧/表面已经在轻掺杂区中的费米能级周围形成。利用紧束缚拟合定量分析了费米面形状和能带色散,推导出的次近邻跳跃积分$t'$也证实了与Na-CCOC的相似性和与LSCO的不同.
2008-03-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unusual oxygen isotope effects in cuprates -- importance of doping
Douglas等人最近对氧同位素交换的Bi_2Sr_2CaCu_2O $_{8+δ}$超导体的角分辨光电子能谱学(ARPES)研究报告了在最佳掺杂下不存在同位素效应,质疑了我们\cite {gweon-nature}先前的工作。在这里,我们报告了一个新的结果,揭示了这种令人困惑的差异以及铜酸盐中电子晶格相互作用的性质:在最佳掺杂\cite {gweon-nature}下的异常同位素效应,在这里重新确认,在仅仅2%的空穴过掺杂时消失。这一结果意味着最佳掺杂附近的电子-晶格相互作用的性质的快速变化。我们还发现,道格拉斯等人的数据。\cite {dessau-comment}实际上是显著过掺杂样品的特征,而不是他们声称的最佳掺杂样品。
2007-08-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic and Magnetic Properties of the Interface between a doped cuprate Y0.6Pr0.4Ba2Cu3O7 and a colossal-magnetoresistance manganite La2/3Ca1/3MnO3
用共振软X射线和漫散射中子研究了Y0.6Pr0.4Ba2Cu3O7/La 2/3Ca 1/3 MnO 3超晶格的界面性质。线偏振X射线吸收在Cu L3 -边缘揭示了戏剧性的界面变化,从包括LCMO和YPBCO之间的电荷转移和在界面CuO 2平面的轨道重建的散装。与零Pr掺杂的情况的相似性是由于Cu和Mn之间的强杂化共价键。然而,减少的电荷转移和一个更大的界面轨道占领观察和相关的Pr掺杂的效果。中子反射测量显示漫散射随着温度的降低而急剧增加,这可能是由于SrTiO 3衬底的结构相变引起的屈曲。我们没有观察到这种漫散射与超导转变有关的证据。
2009-07-15 cond-mat.str-el
Order of Degrees of Freedom in Underdoped Manganites
使用简并双交换哈密顿量与现场库仑相互作用,我们显示了如何在La_{1-x} Ca_{x} MnO_{3}中的自旋,电荷和轨道状态的自由度变化的掺杂在x=4和x=5之间。利用系统的有序结构,我们研究了不同掺杂值下的能带结构。
2006-08-16 cond-mat.str-el
Composite antiferromagnetic and orbital order with altermagnetic properties at a cuprate/manganite interface
本文利用RIXS研究铜氧化物/锰氧化物界面CuO2层的磁振子,发现界面反铁磁交换被抑制至约70 meV,并揭示其反铁磁序伴随轨道序形成二维交变磁态,为自旋电子学和超导邻近效应提供新平台。
2024-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge density waves in cuprate superconductors beyond the critical doping
铜酸盐的非常规正常态性质经常被讨论在紧急电子秩序,低于一个假定的临界掺杂xc = 0.19开始。电荷密度波(CDW)的相关性代表了这样一个顺序,然而,这种顺序的实验证据一般跨越一个有限的范围内的掺杂,低于临界值xc,导致有关其本质的相关性的问题。在这里,我们使用X-射线衍射来证明,在La 2-xSrxCuO 4中的CDW相关性持续到至少x = 0.21的掺杂。的相关性显示强烈的变化,通过超导过渡,但没有明显的不连续性,通过xc = 0.19,尽管费米表面拓扑结构和电子输运在这种掺杂的变化。这些结果表明,CDW和超导电性之间的相互作用,即使在过掺杂的铜酸盐,并促使重新考虑的作用,CDW相关的高温铜酸盐相图。
2021-02-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the Doping and Temperature Dependence of the Mass Enhancement Observed in the Cuprate Bi2212
高分辨率的光电能谱被用来研究铜氧化物超导体Bi 2212的电子结构,作为空穴掺杂和温度的函数。在超导态的节方向上的带色散中观察到的扭结与中子散射中观察到的共振模式的耦合有关。从所测量的自能量的实部,可以提取耦合常数,其在欠掺杂区域中最大,然后连续减小到过掺杂区域。
2001-06-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic and orbital ordering in cuprates and manganites
本文介绍了在具有简并e_g轨道的过渡金属氧化物中,由于双交换(DE)和超交换(SE)引起的磁相互作用和轨道相互作用的机制。具体地说,我们研究了自旋S=1/2和S=2时,KCuF_3中d^9离子和LaMnO_3中d^4离子的有效自旋轨道模型。这些模型的特征在于三种基本激发:自旋波、轨道波和自旋-轨道波。Cu^{2+}(d^9)离子之间的SE相互作用本质上是受抑制的,这导致了一种新的三维自旋液体机制。Mn^{3+}(d^4)离子间的自旋电子能解释了LaMnO_3中与轨道序共存的A型反铁磁序。与此相反,在掺杂锰氧化物中观察到的铁磁金属相和各向同性自旋波可以用简并e_g轨道的DE解释。结果表明,虽然LaMnO_3铁磁面中空穴不与自旋激发耦合,但轨道激发改变了相干空穴传播的能量尺度,并引起谱重的大幅度重新分布。最后,我们指出了目前对掺杂锰氧化物的认识中存在的一些问题。
2000-12-01 cond-mat.str-el
Evolution with hole doping of the electronic excitation spectrum in the cuprate superconductors
从BCS/BEC玻色子-费米子共振交叉模型的角度研究了Alldredge等人最近对Bi-2212和Hanaguri等人对Na-CCOC的扫描隧穿结果。该模型指定了两个能量尺度控制的发展HTSC的行为和二分法现在经常提到的节点和反节点之间的现象,在HTSC铜。从数据中提取指示,以如何选择特定的HTSC系统看到这两个基本的能量尺度(cursive-U,本地对结合能和,Delta-SC,节点BCS-样的间隙参数)演变与掺杂和金属化程度的结构和电子扰动的混合价环境的变化。
2008-04-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hole Localization in Underdoped Superconducting Cuprates Near 1/8th Doping
在YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6+x}$和HgBa $_2$ Ca $_{n-1}$ Cu $_n$ O $_{2n+2+δ}$($n$ = 1,2,3)中,在宽掺杂范围内测量热导率与温度的关系表明,对于接近$p$ =1/8的空穴浓度,会产生小的局部空穴区域。这些数据意味着本地化的机制,是固有的CuO $_2$ -平面,并通过与氧空位簇钉扎增强。
1998-11-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous doping evolution of nodal dispersion revealed by in-situ ARPES on continuously doped cuprates
利用原位角分辨光电子能谱研究了高温超导体Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+x}$连续掺杂表面结色散的系统掺杂演化.我们发现,节点色散有三个部分分开的两个扭结,位于~10 meV和大约70 meV,分别。这三个段具有不同的带速和不同的掺杂依赖性。特别是,高能量段的速度随着掺杂水平的降低而单调增加,甚至可以超过裸带速度。我们建议,电子分馏是一个可能的原因,这种异常的节点色散,甚至可能发挥关键作用,在理解的奇特性质的铜酸盐。
2019-07-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping and temperature dependence of Mn 3d states in A-site ordered manganites
我们提出了一个系统的研究,在A位有序锰氧化物的电子结构作为掺杂和温度的函数。观察到的能量依赖性与软X射线共振衍射(SXRD)在锰L_{2,3}边缘的结构调查,使用中子粉末衍射以及集群计算进行比较。用中子粉末衍射得到的晶体结构反映了各种轨道和电荷有序相,并显示出作为掺杂和温度的函数的Mn-O-Mn键角的增加。簇计算表明,所观察到的光谱变化SXRD作为掺杂的函数比预期的更明显,从bandwitdh的增加,由于Mn-O-Mn键角的增加,最好的描述是分布在相邻的氧离子的孔。这些孔不直接添加到Mn 3d壳层,而是以Mn位为中心。与此相反,SXRD的光谱变化作为温度的函数,最好的磁相关性的增加来描述。这证明了3d态的轨道和磁矩之间的强相关性。
2010-11-10 cond-mat.str-el
Indirect electric field doping of the CuO2 planes of the cuprate NdBa2Cu3O7 superconductor
本文用X射线吸收谱研究了“123”高临界温度超导体在电场作用下的场效应掺杂机理。我们表明,在CuO链的电荷库和场效应掺杂的CuO 2平面发生的电荷转移,从链的平面,整体诱导孔的一小部分,创建的孔。电荷库和电介质/HTS界面的电子性质决定了CuO 2平面的电场掺杂
2008-01-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping dependence of the vortex-core energy in bilayer films of cuprates
产生涡旋核所需的能量是解决欠掺杂铜酸盐中热涡旋波动物理学的基本成分。在这里,我们从理论上研究它的作用的发生Beresinskiii-Kosterlitz-无相变的双层膜的不均匀性。通过与Hetel等人[Nat.Phys.3,700(2007)]对Y $_{1-x}$ Ca $_{x}$ Ba $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7-\d}$(YBCO)的两个晶胞薄膜中的穿透深度的最新测量的比较,我们可以提取涡旋芯能量$μ$的值,并且表明在低掺杂下$μ$与$T_c$线性地成比例。
2008-04-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unusual doping and temperature dependence of photoemission spectra from manganites
掺杂锰氧化物的芯能级光电子能谱中最近的主要难题是观察到1-2 eV宽的肩部,其强度随温度T变化,作为200 K量级T尺度上磁化强度的平方,小于电子能量的数量级。这是解决和解决在这里,通过扩展最近提出的两个电子流体的I-B模型,这些系统包括芯孔效应。肩部是由于电子密度随T的变化而在高度局域化的(l)态和带状(b)态之间迅速重新分布而产生的。此外,我们的理论导致光谱变化之间的对应关系,由于增加掺杂和降低T,如实验观察到的。
2007-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Differentiation of electron doping and oxygen reduction in electron-doped cuprates
Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo(东京大学固体离子体研究所);Department of Engineering and Applied Sciences, Sophia University(上智大学理工学部);Department of Applied Physics, Tohoku University(东北大学应用物理系);UVSOR Synchrotron Facility, Institute for Molecular Science(分子科学研究所UVSOR同步辐射设施)
研究通过碱金属掺杂和角分辨光电子能谱监测电子掺杂铜氧化物的电子结构变化,发现杂质氧原子对伪间隙形成有显著贡献。
2026-04-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Temperature vs. doping phase diagram of cuprate superconductors
从铜氧化物超导体的自旋费米子模型出发,通过对自旋自由度积分,得到了载流子的有效相互作用。我们的模型预测了超导相互作用耦合的量子临界点,这为系统中的超导性的发生设置了阈值。我们表明,这种耦合的物理值低于这个阈值,从而解释了为什么没有超导相的未掺杂系统。然后,通过包括掺杂,我们发现一个圆顶形的临界温度的依赖性作为载流子添加到系统中,与实验相图。在不调整任何自由参数的情况下计算了超导临界温度,并得出最佳掺杂量为$ T_c \sim $ 45 K时的超导临界温度,与实验结果相吻合。
2020-09-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum Phase Transition in the Normal State of High-Tc Cuprates at Optimum Doping
通过使用60 T的磁场来抑制La_2-PbO_4(LSCO)中的超导性,我们揭示了霍尔数中的异常峰,该峰位于最佳掺杂处,并且在低于零场超导转变温度Tc的温度下发展。该异常与Bi_2Sr_2-xLaxCuO_6 + δ(BSLCO)的观测结果惊人地相似[F. F. Balakirev等人,Nature(London)424,912(2003)],提出了作为高温超导相基础的铜酸盐所共有的正常态现象。该峰值归因于“费米弧”转化为传统的FS,费米表面重构的签名与量子相变(QPT)附近的最佳掺杂和重合的赝能隙状态的崩溃。
2008-07-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A model for the phase separation controlled by doping and the internal chemical pressure in different cuprate superconductors
在双带模型的框架下,我们研究了不同类型的强关联载流子的相分离机制作为两组能带之间的能量分裂的函数。窄(宽)带模拟更局域化(更离域)类型的载流子。通过假设由于层间失配的CuO $_2$层上的内部化学压力控制两组状态之间的能量分裂,理论预测能够再现在掺杂高于1/8时相分离的制度,在实验压力掺杂- $T_c$相图中的铜酸盐在大的微应变,因为它出现在过氧化的La $_2$ CuO $_4$。
2008-10-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High On/Off Ratio Memristive Switching of Manganite-Cuprate Bilayer by Interfacial Magnetoelectricity
忆阻开关是新一代电子器件的基础。忆阻器是双端器件,其中通过重新分布点缺陷来接通和关断电流,例如,这是很难控制的。已经探索了基于替代机制的忆阻器,但是实现电子器件中所期望的高开/关比和低开关能量仍然是一个挑战。在这里,我们报告的忆阻开关的La 0.7Ca 0.3MnO 3/PrBa 2Cu 3 O 7双层膜的开/关比大于10^3,并证明这种现象源于一种新型的界面磁电。使用从第一性原理计算的结果,我们表明,一个外部电场诱导的微妙位移的界面Mn离子,开关/关闭的界面磁性“死”层,导致在忆阻行为的自旋极化电子输运整个双层。切换的界面性质需要低能量成本约十分之一的阿托焦耳写入/擦除一个“位”。我们的研究结果表明锰氧化物/铜酸盐系统和其他过渡金属氧化物结在忆阻应用的新机会。
2015-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el