The hidden competing phase revealed by first-principles calculations of phonon instability in the nearly optimally doped cuprate La$_{1.875}$Sr$_{0.125}$CuO$_4$
通过第一性原理计算研究了具有代表性的铜氧化物La $_{2-x}$ M $_x$ CuO $_4$(M = Sr)和$x = 1/8$的高温四方晶系(HTT)、低温正交晶系(LTO)和低温少正交晶系(LTLO)结构。通过抑制磁性和超导电性,发现在$_{2-x}$ CuO $_4$中很少观察到的LTLO相为基态,其中结构相变HTT $\rightarrow$ LTO $\rightarrow$ LTLO可以通过声子不稳定性来理解.虽然La-O组合物被确定为负责声子软化,超导CuO $_2$层是动态稳定的。的LTLO阶段,它可以表现出$\sim$ 20毫电子伏分裂的状态密度,提出了与所观察到的赝能隙和电荷密度波给出的条纹有密切的关系。我们认为,在低温下,超导LTO La $_{1.875}$ Sr $_{0.125}$ CuO $_4$竞争的声子优先LTLO相自发地形成库珀对,从而抑制条纹。因此,揭示的LTLO相对于理解La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$是必不可少的。
2021-07-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Catalogue of phonon modes in several cuprate high-temperature superconductors from density functional theory
铜酸盐是发展高温超导体的有希望的候选者。对材料声子模的透彻理解使其涌现特性的进一步研究成为可能,然而,不存在声子模的完整参考。在这里,使用密度泛函理论,我们评估的声子频率和原子位移的$\text{La}_2\text{CuO}_4$,$\text{Bi}_2\text{Sr}_2\text{CuO}_6$,和$\text{Bi}_2\text{Sr}_2\text{CaCu}_2\text{O}_8$在其四重结构。所有材料的声子模式同意预期从空间群对称性和显示对应于已知的低温结构相变的不稳定性。
2021-07-26 cond-mat.supr-con
Anisotropic electron-phonon interaction in the cuprates
我们探讨的电子-声子耦合的表现形式的电子光谱函数的两个声子模式的铜氧化物表现出较强的重整化与温度和掺杂。应用简单的对称性考虑和运动学约束,我们发现面外异相O屈曲模式(B_1g)涉及小的动量转移,并与腹点附近的电子态强耦合,而面内Cu-O呼吸模式涉及大的动量转移,并与节点电子态强耦合。带重正化效应被发现是最强的超导状态附近的反节点,在角度分辨光电子能谱(ARPES)的数据完全一致。
2004-08-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Calculation of overdamped c-axis charge dynamics and the coupling to polar phonons in cuprate superconductors
在我们最近的论文中,我们提出的经验证据表明,在铜氧化物超导体中的电子强烈耦合到未屏蔽的c轴极性声子。在过掺杂制度的c-轴金属化,我们在这里提出简单的理论论据,证明所观察到的效果的金属c-轴屏蔽上的极性电子-声子耦合是一致的强烈过阻尼的c-轴电荷动力学在最佳掺杂系统,变得不那么耗散的过掺杂制度。
2006-10-04 cond-mat.supr-con
Electron-phonon interaction enhanced by antiferromagnetic and superconducting fluctuations in cuprate oxide superconductors
在近藤晶格的理论框架下,研究了声子对超交换相互作用的调制所引起的电子-声子相互作用。它与铜氧化物超导体中的强关联电子液体有关,该超导体位于Mott-Hubbard金属-绝缘体转变附近。它被反铁磁和超导涨落所增强,这些涨落主要是由于超交换相互作用而产生的。当电子-声子相互作用的增强足够大时,它可以解释铜氧化物超导体中准粒子色散中声子的软化和扭结。然而,超交换相互作用本身必须主要负责库珀对的形成。
2004-05-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron-phonon interaction in cuprate-oxide superconductors
我们提出了一种新的电子-声子相互作用所产生的超交换相互作用的声子调制。它被自旋和超导涨落所增强,这主要是由于超交换相互作用而产生的。它必须负责的声子和扭结的准粒子的色散关系的软化。然而,超交换作用必须是形成库珀对的主要原因。
2003-12-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Neutron Scattering and the B_{1g} Phonon in the Cuprates
本文研究了在最近的中子散射测量中测得的氧的异相振动的动量依赖线形。从声子振动与局域晶场的微观耦合出发,计算了YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$超导态中声子线移和展宽随转移动量的变化.结果表明,各向异性的态密度,超导能隙,和电子-声子耦合都是至关重要的,以解释这些实验。
1998-12-10 cond-mat.supr-con
Unconventional proximity effects and pairing symmetries in cuprates caused by conventional phonons
巨和零邻近效应和铜氧化物超导体的非常规对称性的解释作为一个各向异性的非局域变形势的作用与c轴极化光学声子的空穴的强Froehlich相互作用的结果。
2007-09-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Relaxation of strongly coupled electron and phonon fields after photoemission and high-energy part of ARPES spectra of cuprates
我们考虑了铜氧化物高温超导体的光电子发射,同时考虑了强耦合场的联合弛豫:相关电子场和声子场。这种弛豫发生在具有占主导地位的长程电子-声子相互作用的系统中,在足够高的载流子浓度下,由于自定域和离域载流子的共存。提出了一种简单的方法来计算解析产生的ARPES谱的高能量的一部分。建议的方法产生所有的高能光谱特征,如高斯形状的宽带和垂直色散模式,在任何掺杂与两种类型的载流子的实验是在良好的定量协议。铜氧化物超导体中自定域和离域载流子的共存对于理解它们的输运和磁性是很重要的。大半径自定位载流子的存在可能有助于解释掺杂铜酸盐中的电荷有序性。
2017-05-05 cond-mat.supr-con
Theory of the electron phonon relaxation time in cuprates: Reproducing the observed temperature behaviour
我们研究了铜氧化物体系在飞秒激光脉冲光激发下,从电子子系统到声子子系统的能量转移速率随温度的变化关系。在赝能隙态下,取布里渊区节点附近的电子色散{ \it为线性},我们证明了从电子子系统到声子子系统的能量转移率在较低温度下与$T^{5}$成正比($T<<T_0$),在较高温度下与$T$成正比($T>>T_0$),这里$T_0$是铜氧化物的德拜温度.赝能隙态中的线性电子色散在M. I. KAGANOV等人,\cite{kaganov} . { \it但主要的项与上述参考文献中金属的情况相同。}铜酸盐的电子-声子弛豫时间服从$T^{-3}$定律,与实验结果\cite{demsar,Jdemsar}一致.
2014-12-23 cond-mat.supr-con
Giant electron-phonon anomaly in doped La2CuO4 and other cuprates
由于传统的超导是由声子介导的,它们在高温超导机制中的作用在铜氧化物发现后很早就被考虑。最初的共识是声子不能在100 K附近产生相变温度,研究的主要方向集中在非声子机制上。后续工作最后由L. Pintschovius在2005年指出,铜酸盐中的电子-声子耦合对于某些声子来说是惊人的强,其作用是有争议的。从那时起进行的实验确定了铜酸盐中某些Cu-O键伸缩声子的异常行为,这是一种与超导机制有关的重要现象。特别是在掺杂La_2CuO_4的研究中取得了很大的进展。这项工作在这里审查。
2010-01-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron-phonon coupling in cuprate and iron-based superconductors revealed by Raman scattering
电子-声子耦合(EPC)是固体中最常见和最基本的相互作用之一。它不仅控制着许多基本的动力学过程,如电阻率、热导率等,而且还提供了传统超导体中的配对粘合剂。但在高温超导体(HTSC)中,EPC是否有利于剥离仍存在争议。尽管存在争议,但许多实验为高温超导体的EPC提供了明确的证据。本文简要回顾了拉曼散射揭示的铜氧化物和铁基超导体系中的EPC。介绍了如何通过声子线型提取耦合信息。讨论了不同高温超导系统中消失模铸造的强度以及影响消失模铸造强度的可能因素。拉曼声子理论与实验的比较研究使我们能够深入了解一些重要的电子性质,特别是超导电性。最后,我们总结和比较了现有的两种HTSC系统中的EPC,并讨论了它在HTSC中可能发挥的作用。
2013-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phonons behave like Electrons in the Thermal Hall Effect of the Cuprates
热霍尔效应是指当热流横向于外加热梯度时产生的热效应,它已成为量子材料研究中的一个重要观测指标。最近的实验在许多高温铜氧化物超导体中发现了大的霍尔热导率$κ_{xy}$,包括在莫特绝缘体的深处,但其内在机制仍然未知。在这里,我们发现了一个令人惊讶的线性温度依赖性的逆热霍尔电阻率,$1/ρ_H=-κ_{xx}^2/κ_{xy}$,在莫特绝缘铜氧化物$\mathrm{La_2CuO_4}$和$\mathrm{Sr_2CuO_2Cl_2}$。我们还发现这种线性标度的赝能隙状态的Nd-LSCO在面外的方向,突出了声子的重要性。在电子掺杂侧,线性逆热霍尔信号出现在NCCO和PCCO在各种掺杂,包括在奇怪的金属。虽然这种依赖性出现在简单的德鲁德模型巡回电子,其起源是不清楚的强相关莫特绝缘或赝隙状态。我们进行玻尔兹曼分析声子,结合斜散射,我们能够识别制度,出现线性$T$逆霍尔电阻率。最后,我们建议未来的实验,将进一步我们的基本理解的铜氧化物和其他量子材料中的热传输。
2023-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phonon origin of low energy and high energy kinks in high temperature cuprate superconductors
应用Eliashberg理论,在顶点函数中考虑了电子-空穴不等价性和电子关联。声子的贡献,节的电子在铜酸盐的格林函数。在非零温度下,研究了电子节格林函数实部和虚部的频率特性以及电子-声子相互作用对电子态密度节部的影响。结果表明,在最佳掺杂附近,在扩展的Eliashberg理论中,电子-声子相互作用再现了低能和高能节状格林函数扭结以及铜氧化物能带的异常展宽.
2010-07-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Contrasting electron-phonon interaction between electron- and hole-doped cuprates
本研究利用角分辨光电子能谱发现电子掺杂铜氧化物中电子-声子耦合与短程反铁磁涨落密切相关,且其动量依赖不同于空穴掺杂体系。
2024-08-03 cond-mat.supr-con
Electron-Phonon Coupling in High-Temperature Cuprate Superconductors Determined from Electron Relaxation Rates
利用泵浦-探测光谱技术,用亚15 fs脉冲测量了两种不同铜氧化物超导体正常态的电子弛豫时间,发现弛豫过程主要是电子-声子相互作用,并提取了电子-声子相互作用强度的度量,Eliashberg函数的二阶矩λ<ω^{2}>=800 \pm 200 meV^{2}(对于La_{1.85} Sr_{0.15} CuO_{4})和λ<ω^{2}>=400 \pm 100 meV^{2}对于YBa_{2} Cu_{3} O_{6.5}。这些值表明了电子-声子相互作用在超导配对机制中可能的基本作用。
2010-12-15 cond-mat.supr-con
High temperature superconductivity due to the long-range electron-phonon interaction, application to isotope effects, thermomagnetic transport and nanoscale heterogeneity in cuprates
在过去的十年里,在大量的实验中,铜氧化物和其他高温超导体中强的电子-声子相互作用得到了支持。本文简要介绍了高温超导的Froehlich-Coulomb多极子模型,该模型包含了强的在位排斥关联以及长程库仑和电子-声子(e-ph)相互作用。我们将BCS理论推广到具有长程\emph{unscreened}电子-声子相互作用的强耦合区域,可以自然地解释铜氧化物中的同位素效应、非常规热磁输运和棋盘式隧道态密度调制。
2005-03-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Investigation of fermionic pairing on two- dimensional tight binding lattice under phonon and electronic mechanisms within a simple Fermi liquid like scenario and beyond- possible consequences for superconductivity in overdoped cuprates
本文研究了在弱关联环境中的有源和无源费米海背景下二维晶格的Cooper一对问题。玻色子交换机制涉及激子以及声子调用配对在s波通道。计算了对能和相干长度随玻色子能量、吸引耦合常数和带填充因子的变化关系。我们的理论结果与那些从过掺杂铜氧化物超导体的实验和其他类型的理论计算的比较表明,电子机制是更可能的机制在过掺杂阶段的配对。
2016-04-11 cond-mat.supr-con
Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy on Electronic Structure and Electron-Phonon Coupling in Cuprate Superconductors
本文综述了角分辨光电子能谱(ARPES)在铜氧化物超导体研究中的最新成果,特别是对电子-声子相互作用的研究。已经出现的是关于反常电子-声子相互作用的丰富信息,远远超出了该学科的传统观点。它表现出强烈的掺杂,动量和声子的对称性依赖,并表现出复杂的相互作用与强的电子-电子相互作用在这些材料。
2006-04-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Giant Phonon Anomaly associated with Superconducting Fluctuations in the Pseudogap Phase of Cuprates
欠掺杂铜氧化物中赝能隙的打开破坏了费米面,这可能导致d波序参量分裂成两个子带振幅和一个低能量的Leggett模,这是由于它们之间的相位起伏造成的。这导致超导波动的温度范围与过阻尼Leggett模式的大幅增加。子带间声子几乎共振散射到具有一对Leggett模的状态会导致非常强的阻尼。在有序态中,Leggett模产生有限的能量,抑制了异常声子阻尼,但导致声子色散异常。
2015-06-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
An Isotopic Fingerprint of Electron-Phonon Coupling in High-Tc Cuprates
角分辨光电子能谱与低能量可调光子沿节点方向的氧同位素取代Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8 + δ揭示了一个明显的氧同位素位移附近的电子-玻色子耦合的电子色散“扭结”。扭结位移的大小(几个meV)和方向是预期的,由于测量的声子频率的同位素位移,这也与理论预期一致。这表明声子作为主导参与者的参与,以及精确定位最相关的声子分支。
2008-08-09 cond-mat.supr-con
A Systematic Study of Electron-Phonon Coupling to Oxygen Modes Across the Cuprates
铜氧化物家族中T $_c$的巨大变化是凝聚态物理中的主要未解决的难题之一,并且知之甚少。虽然在铜酸盐中似乎有很大的普遍性,但通过改变晶胞的化学组成和结构,可以实现T $_c$的几个数量级的变化。在本文中,我们制定了一个系统的检查在铜酸盐中的电子-声子耦合到氧声子的变化,纳入了一些影响所产生的几个方面的化学成分和掺杂铜酸盐家庭。有人认为,电子-声子耦合是一个非常敏感的探针的材料依赖的化学结构的变化,影响轨道特性的带交叉费米能级,强度的局部电场所产生的结构诱导对称性破缺,掺杂相关的变化在底层的能带结构,和离子性的晶体管辖的能力的材料屏幕$c$轴扰动。使用静电Ewald计算和已知的实验结构数据,我们建立了材料的最大T $_c$在最佳掺杂和耦合到$c$轴模式的强度之间的连接。我们证明了与异相键屈曲("$B_{1g}$“)氧声子分支耦合最大的材料也具有最大的T $_c$。根据这一观察,我们提出了模型T $_c$计算使用一个双阱模型,声子的工作与一个占主导地位的配对相互作用,大概是由于自旋波动,表明如何声子可以产生相当大的增强T $_c$,尽管相对较小的耦合强度。结合起来,这些结果可以提供一个自然的框架,了解整个铜酸盐的掺杂和材料依赖性的T $_c$。
2010-07-20 cond-mat.supr-con
Role of electron-phonon interaction in the strongly correlated cuprates superconductors
利用高分辨率角分辨光电子能谱数据,结合中子和其他探针的数据,我们表明铜氧化物超导体中电子-声子(el-ph)耦合很强,并且在配对中发挥着重要作用。除了强电子相关性,声子的加入提供了一个理论框架,解释了许多不能单独用强相关电子模型理解的重要现象。特别是解释材料之间的差异是必不可少的。波数在(0,qx)和(qx,0)轴附近的声子产生d波配对,而波数在(pi,pi)轴附近的声子则是对破缺。因此,氧运动的半呼吸模式有助于d波超导。
2001-08-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Incommensurate phonon anomaly and the nature of charge density waves in cuprates
虽然电荷密度波(CDW)的不稳定性是普遍存在的超导铜酸盐,不同的有序波矢量在不同的铜酸盐家庭阻碍了统一的描述CDW的形成机制。本文研究了正则CDW有序铜氧化物La $_{1.875}$ Ba $_{0.125}$ CuO $_{4}$中低能声子的温度依赖性。我们发现与CDW关联相关的声子软化波矢在高温前体相中变得依赖于温度,并且从0.238倒易空间单位(r.l.u.)低于有序化转变温度达0.3~r.l.u.在300~K.这种高温行为表明,“214”型铜酸盐可以在与先前报道的非“214”型铜酸盐(如YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{6+δ}$)中的CDW相关性相似的波矢处主持CDW相关性。这表明,铜酸盐CDW可能产生于相同的潜在的不稳定性,尽管它们显然不同的低温有序波矢量。
2017-12-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Breakdown of the Wiedemann-Franz law in strongly-coupled electron-phonon system, application to the cuprates
考虑到超导铜氧化物,一组么正变换被用来解耦强耦合极限下的电子和声子。当声子几乎保持未重整化时,电子被转变成iterent单重态和三重态双极化子和热激发极化子。三重态/单重态交换能和双极化子的结合能被认为分别解释了铜酸盐中的自旋和电荷赝能隙。我们计算了系统的Hall Lorenz数,表明由于极化子和双极化子对热流的贡献的干扰,Wiedemann-Franz定律被打破。该模型提供了一个定量的铜酸盐的磁输运数据。此外,我们能够提取声子成分的热导率与使用的实验数据和模型。我们的结果进一步验证了使用带电玻色气体模型来描述非常规超导体的正常和超导性质。
2003-01-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Renormalization Group Study of the Electron-phonon Interaction in the High Tc Cuprates
本文推广了数值重整化群方案,研究了高Tc铜氧化物中声子介导的延迟相互作用。我们发现,三套声子介导的滞后准粒子散射下RG流的增长。这些散射具有以下共同特征:1)初始和最终准粒子动量都在波腹区域,2)散射振幅具有$x^2-y^2$对称性。所有三组延迟的相互作用被驱动到强耦合的磁涨落周围$(π,π)$。当这些相互作用变强后,将触发具有d波对称性的密度波序。然而,由于d波形状因子,它们将使节状准粒子不受影响。我们的结论是,在铜氧化物的电子-声子耦合的主要作用是促进这些密度波的订单。
2005-09-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Exploring charge and spin fluctuations in infinite-layer cuprate SrCuO$_{2}$ from a phonon perspective
本研究从声子视角结合第一性原理计算,发现无限层SrCuO₂中A₁g全呼吸氧声子的零点振动可引发电荷、电偶极矩与自旋涨落,其电荷涨落的类穹顶掺杂演化与超导Tc行为相似,为理解铜基超导提供新思路。
2023-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron-phonon interaction alone does not explain the photoemission kink in cuprate superconductors
尽管经过了二十多年的紧张研究工作,铜氧化物中高温超导性的起源仍然难以捉摸。角分辨光电子能谱实验(ARPES)揭示了在50-80 meV的结合能下,铜氧化物中电子态的色散关系(能量与波矢)的扭结,并提出了希望,这种异常可能是理解高温超导性的关键。扭折通常被解释为电子和玻色子场之间的相互作用。虽然对玻色子的性质甚至玻色子模型是否合适都没有达成共识,但声子和自旋涨落被认为是可能的候选者。在这里,我们报告的最先进的第一性原理计算的声子和电子-声子相互作用的作用的光电子发射光谱的La 2-xSrxCuO 4(LSCO)。我们的研究表明,声子诱导的电子能量和费米速度的重整化几乎是一个数量级小于在光电发射实验中观察到的效果。因此,目前的发现排除了电子-声子相互作用在散装LSCO作为测量扭结的可能来源。这一结果应承担几个提出的理论高温超导除了理论有关的起源扭结在铜氧化物光电发射数据。
2007-11-27 cond-mat.supr-con
Phonon dispersion in 1-layer cuprate HgBa2CuO4+d
我们利用非弹性X射线散射(IXS)研究了$\mathrm{HgBa_2CuO_{4+δ}}$中的低能声模和光模。将实验得到的声子色散和动力学结构因子与原子壳模型进行了比较,并对得到的原子势集进行了讨论。我们的结果也进行了比较与拉曼光谱和非弹性中子散射测量的状态密度的数据。
2003-11-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Metallic stripes and the universality of the anomalous half-breathing phonon in high-Tc cuprates
我们表明,在铜氧化物超导体的高频LO-声子谱的强烈异常,可以在原则上解释与自组织的一维金属条纹的增强的电子极化率。与目前横向条纹波动的解释相反,异常应该发生在平行于条纹的动量处。掺杂依赖的异常是自然的解释,我们预测的声子线宽和横向动量的异常的蔓延随着温度的升高而降低,而高分辨率的测量应该揭示一个特征子结构的异常。
2007-04-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Photoemission kinks and phonons in cuprates
高Tc超导的可能机制之一是玻色子的帮助下的库珀配对,这改变了光电子能谱所观察到的电子色散的斜率。Giustino等人计算发现,在高温超导体La 1.85 Sr 0.15 CuO 4中,晶格振动(声子)对光电发射光谱的影响可以忽略不计,并得出结论,声子不起重要作用。我们表明,Giustino等人的计算未能再现实验中观察到的重要声子的电子-声子耦合的巨大影响。因此,人们会期望这些计算同样无法解释电子-声子耦合对电子色散的作用。
2008-09-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bosonic Spectral Function in HTSC Cuprates: Part I - Experimental Evidence for Strong Electron-Phonon Interaction
在第一部分中,我们讨论了在高温超导(HTSC)铜氧化物接近最佳掺杂时,与玻色子谱函数α^{2}F的结构和起源有关的实验证据的积累。结合光学、中子散射、ARPES和隧道效应测量,提取了α^{2}F的一些全局性质,如峰的数目和位置。这些方法给出了在最佳掺杂附近铜酸盐中强电子-声子相互作用(EPI)的令人信服的证据,其中1<λ \lesssim 3。在这里,我们澄清了这些结果是如何有利于Eliashberg理论的HTSC铜酸盐附近的最佳doping.We认为,EPI在HTSC的一些以前的研究中的忽视是基于一些欺骗性的偏见有关的EPI的强度,对一些物理的误解和误导性的解释实验结果。
2008-10-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phonon origin of high Tc in Superconducting cuprates
本文用Eliashberg理论研究了有限区宽的电子-声子(EP)系统的特殊性质,包括非恒定电子态密度、电子-空穴不等价性、化学势与掺杂和频率的重整化以及顶点函数中的电子关联.考虑了声子对铜氧化物结反常电子格林函数的贡献。考虑了电子区整个宽度上的配对,而不仅仅是费米面上的配对。结果表明,新导出的有限区宽EP系统Eliashberg方程中的有限区宽现象以及费米面上方态密度的突然下降是导致高温超导现象出现的关键因素。结果表明,附近的空穴掺杂的铜氧化物的高值的最佳掺杂再现与EP相互作用常数从隧道实验获得。
2012-12-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Supercurrent flow with large superconductor gap in cuprates: Resurrection of phonon-mediated Cooper pairs
我们系统地探讨了Bardeen-Cooper-Schriefer(BCS)理论的精妙之处,其中BCS型电子-声子相互作用被明确地加强为铜氧化物超导体中唯一可行的强力胶,因为对于库珀对(在其原始形式下),声子诱导的散射实际上为零,并且声子从来不需要玻色凝聚。在这里,我们证明了(i)可以通过加强库珀对结合能来获得高的超导转变温度(Tsc)和(ii)存在一个广义的电子-声子势算符,它可以诱导超导相和奇异金属相之间的有限温度量子相变.为了支持这一扩展的BCS理论,我们推导出了库珀对电子的费米-狄拉克统计,它正确地捕捉到了强束缚库珀对破裂相对于变化的温度或超导体间隙(gap-BCS)的物理。最后,我们进一步扩展的BCS形式主义内的电离能理论证明(iii)最佳掺杂的存在,具有最大的Tsc(x_optimum)或间隙BCS(x_optimum),和(iv)的比热容跳Tsc在铜酸盐是由于有限温度的量子相变。在此过程中,我们揭示了精确的微观原因,为什么正确预测(而不是猜测)超导体材料通常是任何需要配对机制的理论中的一个难题。
2014-06-28 cond-mat.supr-con
Distribution function of charge carriers in electron-phonon systems with spontaneously broken translational symmetry and 'vertical dispersion' in ARPES spectra of cuprates
我们发现,自发破缺的平移对称性(SBTS)的强相互作用的电子和声子领域承认在轻掺杂铜酸盐解释宽带在其ARPES和光导光谱的影响,载流子分布函数的载流子动量不再是一定的。我们开发了合适的分布,并使用它来计算不同状态下的载流子浓度在本质上掺杂系统与SBTS。这使得研究掺杂和温度演变的ARPES光谱的这种系统。我们发现,在增加温度或掺杂极化子承认占主导地位的双极化子,导致在移动的宽带最大值更高的结合能,因为它发生在ARPES光谱的铜酸盐。在进一步掺杂离域载流子出现,并与双极化子共存。我们发现,系统的密切性质与SBTS是分割的动量空间之间的自定域和离域载流子的泡利不相容规则。我们表明,在ARPES光谱这种分区表现为“垂直分散”或瀑布普遍观察到的所有铜酸盐在基本掺杂和未掺杂的母体化合物。因此,研究电子-声子相互作用破坏平移对称性的系统中的载流子分布,同时导致在显著掺杂和未掺杂的铜酸盐中观察到两种类型的瀑布。本文还介绍了用相干态计算双极化子光解离引起的ARPES谱带和双极化子结合能和半径的方法。
2014-05-03 cond-mat.supr-con
Coupling between phonons and intrinsic Josephson oscillations in cuprate superconductors
本文用c轴声子与约瑟夫森振荡的耦合解释了最近报道的在高T_c超导体Tl_2Ba_2Ca_2Cu_3 O_{10+δ}和Bi_2Sr_2CaCu_2 O_{8+δ}中本征约瑟夫森结电流-电压特性中观察到的亚带隙结构。建立了一个模型,其中相邻超导多层膜之间的c轴晶格振动由电阻结中的约瑟夫森振荡激发。最低结构的电压对应于两种材料中具有大振子强度的纵向c轴声子的频率,为这个量提供了一种新的测量技术。
1997-03-17 cond-mat.supr-con
A Theoretical Study of Doping Evolution of Phonons in High-Temperature Cuprate Superconductors
本文通过微扰方法研究高温铜氧化物超导体中电荷密度波和超导对声子软化的影响,探讨空穴掺杂引起的费米面变化如何改变声子软化行为,并与实验对比以揭示电子有序态本质。
2024-02-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Systematics of c-axis Phonons in the Thallium and Bismuth Based Cuprate Superconductors
本文报道了一系列铊(Tl_2Ba_2CuO_6,Tl_2Ba_2CaCu_2O_8)和铋(Bi_2Sr_2CuO_6,Bi_2Sr_2CaCu_2O_8和Bi(2-x)Pb(x)Sr_2CaCu_2O_8)基铜酸盐超导体在远红外区的掠入射反射率测量结果。从谱,这是占主导地位的c轴声子,纵向频率(LO)直接获得。反射率曲线用一系列洛伦兹振子拟合得很好。用这种方法可以精确地确定横(TO)声子频率。在对Bi基和Tl基的具有不同数量的CuO_2层的铜酸盐的比较研究的基础上,我们提出了修改的主要氧模式的分配。我们比较了由本征约瑟夫森结特性得到的Bi_2Sr_2Ca_2Cu_2 O_8和Tl_2Ba_2Ca_2Cu_3 O_(10)的本征振荡频率与我们的测量结果,并解释了两种不同方法得到的本征振荡频率的差异。
1999-06-13 cond-mat.supr-con
Unconventional pairs glued by conventional phonons in cuprate superconductors
几乎毫无疑问,t-J(或哈伯德)模型中的超交换,而不是声子,是铜氧化物超导体非常规(“d波”)配对对称性的原因。然而,许多先进的数值研究没有发现超导性的哈伯德模型。另一方面,强电子-声子相互作用(EPI)的令人信服的实验证据目前已经到来。在这里,我简要回顾了一些声子介导的非常规配对机制。特别地,声速的各向异性使得声子介导的电子吸引力在空间中是非局部的,从而在具有弱EPI的常规BCS理论的框架中提供具有非零轨道动量的非常规库珀对。在相反的限制强EPI旋转对称性破缺出现作为一个非常规双极化子之间的库仑排斥减少的结果。利用变分蒙特卡罗方法,我们发现在掺杂的Mott-Hubbard绝缘体或强关联金属中,相对较弱的有限程EPI也能诱导d波BCS态。这些结果告诉我们,不良屏蔽EPI与传统的声子是负责在铜氧化物超导体的非常规配对。
2008-08-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum fluctuations of charge order induce phonon softening in a superconducting cuprate
量子相变在形成高温铜氧化物超导体的相图中起着重要的作用。这些铜氧化物具有相互交织的秩序,与超导性强烈相互作用。然而,与超导相的电荷序相关的量子临界点的证据仍然难以捉摸。在这里,我们显示的短程电荷的订单和光谱特征的量子涨落在La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$(LSCO)附近的最佳掺杂使用高分辨率共振非弹性X射线散射。在通过图解框架进行计算时,我们发现电荷关联显著地软化了声子的几个分支。这些结果阐明了电荷序在LSCO化合物中的作用,为与电荷序相关的量子临界标度和色散提供了证据。
2021-09-26 cond-mat.supr-con
Maximal critical temperature dependence on number of layers due to phonon d-wave pairing in hole doped cuprates
提出顶氧原子振动交换机制实现多层铜氧化物d波配对,声子与自旋涨落协同增强,解释临界温度随层数变化并降低所需排斥强度。
2025-04-04 cond-mat.supr-con
Isotope effect and bond-stretching phonon anomaly in high-Tc cuprates
我们分析了一个模型,其中的键伸缩LO声子模式的异常所造成的耦合到电子的动态响应的阻尼振荡器的形式,并探讨重建后者的光谱从声子测量的可能性。初步估计指出它的位置在中红外区域,我们展示了如何所需的额外信息可以从氧同位素效应的声子谱中提取。该模型预测了一个显着的可测量的偏离同位素效应的“标准值”,即使声子频率远低于电子光谱,后者提供了强烈的不相干。在这一制度,这对应于“中红外场景”,声子线宽成为一个敏感的同位素效应和信息探针。
2009-08-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Through a Lattice Darkly -- Shedding Light on Electron-Phonon Coupling in the High T$_c$ Cuprates
电子-声子耦合在传统BCS超导中扮演着核心角色,但在高温超导铜氧化物的相图中却扮演着更为微妙的角色。铜氧化物的复杂性增加,可能有许多竞争相,包括电荷,自旋,轨道和晶格有序,使得梳理出任何独特的现象具有挑战性。在这篇综述中,我们提出了我们的工作,利用角分辨光电子能谱(ARPES),探讨的作用,晶格及其对价带电子结构的铜酸盐。我们提供了一个介绍的ARPES技术和它的独特能力,探测玻色子重整化(或“扭结”)的影响,近E $_F$能带结构。我们的调查开始与无处不在的节点铜酸盐扭结导致的方式同位素取代已经摆脱了一个关键的新视角的作用和强度的电子-声子耦合的建立。我们继续与最近发表的工作之间的连接声子色散与非弹性X-射线散射(IXS)和扭折的位置观察到的ARPES节点附近。最后,我们提出了最近和正在进行的ARPES工作,研究如何通过化学压力诱导应变提供了一个潜在的有前途的途径,了解更广泛的作用,晶格的超导相和更大的铜酸盐相图。
2010-05-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron-phonon pairing mechanism: cuprates with high value of the critical temperature
对基于改进的电子-声子配对机制的铜酸盐模型进行了检验。为此,我们考虑了具有高临界温度的超导体。特别是:${\rm YBa_{2}Cu_{3}O_{7-y}}$、${\rm HgBa_{2}CuO_{4+y}}$、${\rm HgBa_{2}Cu_{1-x}Zn_{x}O_{4+y}}$和${\rm HgBa_{2}Ca_{2}Cu_{3}O_{8+y}}$。它已被证明,比例$R_{1}\equiv 2Δ_{tot}^{(0)}/k_{B}T_{C}$的掺杂($p$)的依赖关系可以在所提出的理论的框架内正确地预测;符号$Δ_{tot}^{(0)}$表示在零开尔文的温度下的能隙振幅,和$T_{C}$是临界温度。数值结果已由描述函数$R_{1}(p)$的公式补充。
2012-06-24 cond-mat.supr-con
The Origin of Anomalous Low-Temperature Downturns in the Thermal Conductivity of Cuprates
我们发现,在低于300 mK的铜酸盐的热导率的异常下降,最近已经观察到在几个铜酸盐材料,包括Pr $_{2-x}$ Ce $_x$ CuO $_{7-δ}$在场诱导正常状态,是由于在样品中的声子和电子的热去耦。在降低温度时,声子-电子热传递速率降低,因此,在声子和电子之间形成热流瓶颈,在某些情况下,声子可以主要负责加热样品。因此,电子对总低$T$热流的贡献受到声子-电子传热速率的限制,并随着温度的降低而迅速下降,导致热导率的明显低$T$下降。我们得到的温度和磁场的依赖性的低- $T$热导率的存在下的声子-电子的热去耦,并找到良好的协议与数据在正常和超导状态。
2006-03-28 cond-mat.supr-con
Electron-phonon interaction in the strongly correlated systems and its implications on the high Tc cuprates
本文研究了强关联下的电子-声子相互作用理论。由于自旋-电荷分离,强相互作用系统中的电子-声子相互作用与弱相互作用系统中的电子-声子相互作用有着本质的不同。自旋子和空穴都携带电荷,并耦合到电磁场,从而耦合到声子。本文提出了一种计算自旋子和空穴动力学电荷的系统方法,并讨论了该模型对高温超导体的意义。它表明,不寻常的氧同位素效应在高Tc材料可以很容易地理解在这个框架内。
2011-10-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thermal Hall conductivity of electron-doped cuprates: Electrons and phonons
Université de Sherbrooke(舍布鲁克大学);Univ. Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);Univ. Toulouse(图卢兹大学);INSA-T(图卢兹国立应用科学学院);École Polytechnique(巴黎综合理工学院);Institut Polytechnique de Paris(巴黎理工学院);Stanford University(斯坦福大学);SLAC National Accelerator Laboratory(斯坦福线性加速器中心)
研究发现电子掺杂铜氧化物中声子和电子对热霍尔电导率的贡献大小相近但符号相反,表明反铁磁相关性可能在产生声子热霍尔效应中起作用。
2025-10-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong correlation, electron-phonon interaction and critical fluctuations: Isotope effect, pseudogap formation, and phase diagram of the cuprates
在具有长程库仑力的Hubbard-Holstein模型中,我们重新审视了超导铜酸盐的电荷有序情形,并解释了不同类别的铜酸盐中是否存在所形成的条纹相。我们还评估了平均场和波动校正的临界线的电荷排序,我们将它们与发生在铜酸盐的各种pseudogap交叉线,我们讨论了其特有的同位素依赖性的机制。考虑到电荷有序过渡的动力学性质,我们解释了T* 的传播及其同位素位移,获得不同的特征时间尺度的实验探针。
2001-09-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Light induced enhancement of superconductivity via melting of competing bond-density wave order in underdoped cuprates
我们发展了一个理论,在欠掺杂铜氧化物的光诱导超导性,其中竞争的键密度波的顺序被抑制的驱动声子与光。接近一个键密度波不稳定性在一个系统中具有一个小的费米表面,如一个分馏费米液体,我们表明,电子声子的耦合强烈增强键密度波排序波矢量,导致强烈软化的声子在这些波矢量。对于具有非简谐耦合的经典声子模型,我们证明了强软化和驱动的结合可以导致大的声子振荡。当耦合到描述键密度波序和超导性之间的竞争的唯象模型时,这些声子振荡熔化键密度波序,从而增强配对相关性。
2016-05-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thermal Hall conductivity of electron-doped cuprates
对空穴掺杂铜氧化物的霍尔热导率的测量表明,声子在磁场中获得手征性,无论是在赝能隙相还是在莫特绝缘体态。其微观机制尚不清楚。一些理论的建议正在考虑,包括斜散射的声子的各种缺陷,耦合的声子自旋,和一个状态的回路电流秩序与适当的对称性,但更多的实验信息是需要约束的理论方案。在这里,我们介绍了我们对电子掺杂铜氧化物Nd $_{2-x}$ Ce $_x$ CuO $_4$和Pr $_{2-x}$ Ce $_x$ CuO $_4$中霍尔热导率$κ_{\rm {xy}}$的研究,对于整个相图的掺杂,从绝缘反铁磁相中的$x$ = 0,直到$x$ = 0.17,在高于最佳掺杂的金属相中。我们观察到一个大的负霍尔热导率在所有的掺杂,在这两种材料。由于垂直于CuO $_2$平面的热传导由声子主导,因此我们在电子掺杂的铜氧化物中观察到的该方向热流的大的霍尔热导率也必须归因于声子,如在空穴掺杂的铜氧化物中。与垂直于CuO $_2$平面的热流测量证实,声子是负责这个热霍尔信号,在空穴掺杂的铜酸盐。然而,在电子掺杂的铜氧化物中,手性程度(以$|κ_{\rm {xy}}$/$κ_{\rm {xx}} |$的比率测量,其中$κ_{\rm {xx}}$是纵向热导率)大得多。我们讨论了各种因素,可能涉及的机制,赋予手征铜酸盐中的声子,包括短程自旋相关。
2022-03-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Angle-resolved photoemission spectroscopy of electron-doped cuprate superconductors: Isotropic electron-phonon coupling
我们对电子掺杂的铜酸盐超导体Sm_(2-x)CexCuO_4(x=0.10,0.15,0.18),Nd_(2-x)CexCuO_4(x=0.15)和Eu_(2-x)CexCuO_4(x=0.15)进行了高分辨角分辨光电子能谱(ARPES)研究。由于电子-玻色子模耦合,电子去除自能的虚部呈现阶梯状特征。的阶梯状功能被视为沿节点和反节点的方向,但在50和70毫电子伏的能量,分别独立的掺杂和稀土元素。这样的能量尺度可以理解为是由于半呼吸和全呼吸模式声子的优先耦合,揭示了扭结结构的声子起源。从自能估计的电子-声子耦合常数λ与掺杂和动量大致无关。的各向同性性质的λ进行了讨论,在比较与空穴掺杂的情况下,存在一个强的各向异性。
2008-08-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of SIS tunnelling in cuprates
我们表明,单粒子极化子格林函数描述SIS隧道在铜酸盐,包括没有欧姆定律在高电压下,在一阶导数的电流,大量的非相干光谱重量超出准粒子峰和不寻常的形状的峰值的下降/驼峰功能。该理论使我们能够确定的特征声子频率,正常和超导的差距,杂质散射率,和电子-声子耦合的隧道数据。
2001-02-23 cond-mat.supr-con
Large isotope effect on $T_c$ in cuprates despite of a small electron-phonon coupling
本文计算了含声子的t-J模型的平均场处理下超导临界温度$T_c$和赝能隙温度$T^\ast$的同位素系数$α$和$α^\ast$。在该模型中,赝能隙相被识别为$d$ -电荷密度波($d$-CDW)相。使用小的电子-声子耦合常数$λ_d \sim 0.02$之前在LDA计算中获得的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_7$,$α^{\ast}$是负的,但可以忽略不计的小,而$α$从最佳掺杂的约0.03增加到小掺杂的约1的值,这与在许多铜酸盐中观察到的一般趋势一致。使用一个简单的相位波动模型,其中的$d$ -CDW只有短程相关,它表明,大的增加$α$在低掺杂是相当普遍的,并不依赖于存在的赝能隙态的态密度的尖峰或特定值的声子截止。它是由$d$-CDW在低频处的频谱权重的大量耗尽引起的,因此也应该发生在伪带隙的其他实现中。
2009-08-13 cond-mat.supr-con
Resolving Phonons in Superconductor Bi2Sr2CaCu2O8+δ at Sub-Unit-Cell Resolution
针对铜氧化物中声子作用存疑的问题,研究利用亚晶胞分辨电子能量损失谱识别Bi₂Sr₂CaCu₂O₈+δ不同层的声子模式,发现超结构诱导的声子频率调制与超导能隙变化相关,为电声耦合研究提供新依据。
2025-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con