Pseudogap and its connection to particle-hole asymmetry electronic state and Fermi arcs in cuprate superconductors
基于动能驱动的超导机制,研究了铜氧化物超导体的粒子-空穴非对称电子态以及与之相关的掺杂和费米弧长的温度依赖性。考虑到SC间隙和正常状态的赝间隙之间的相互作用,费米弧长度的演变与掺杂和温度的本质特征是定性再现。结果表明,粒子-空穴不对称电子态是粒子-空穴通道中存在正常态赝能隙的自然结果。费米弧长度随着温度的增加而增加,低于正常态赝能隙交叉温度$T^{*}$,并且它覆盖了$T>T^{*}$的费米表面的全长。特别是,在类比的费米弧长度的温度依赖性,在欠掺杂制度的低温费米弧长度随着掺杂的增加而增加,然后它演变成一个连续的轮廓附近的超导圆顶端部的动量空间。该理论还预测了几乎线性的费米弧长度的掺杂依赖。
2012-06-30 cond-mat.supr-con
Transport implications of Fermi arcs in the pseudogap phase of the cuprates
我们推导出的费米贡献的纵向和霍尔电导率内的久保形式主义,使用现象学的格林函数,这是以前开发的描述光电子数据的pseudogap阶段的铜酸盐。我们发现,在平面内的导电性和导热性是金属样的,显示出一个普遍的极限行为特征的d-波频谱的散射率趋于零。与此相反,c轴电阻率和霍尔数是绝缘的,在相同的限制发散。讨论了这些结果与赝能隙相输运数据的关系。
2010-05-27 cond-mat.supr-con
Charge order driven by Fermi-arc instability and its connection with pseudogap in cuprate superconductors
最近发现的电荷有序是铜氧化物超导体的一个普遍特征,然而,其微观起源仍然存在争议。在费米子自旋理论的框架内,电荷的性质在赝能隙相和掺杂的演变进行了研究,考虑到电子自能(然后赝能隙)的影响。结果表明,电子费米面的波腹区被电子自能抑制,低能电子激发占据了波腹区周围不连续的费米弧.特别地,电荷有序态是由费米弧不稳定性驱动的,其特征波矢量对应于费米弧的热点而不是波腹嵌套矢量。此外,虽然费米弧增加其长度作为一个功能的掺杂,电荷级波矢量减少几乎与掺杂的增加线性。该理论还指出,铜氧化物超导体中的费米弧、电荷序和赝能隙是密切相关的,它们都是由电子之间通过自旋激发交换相互作用而产生的电子自能引起的。
2016-03-07 cond-mat.supr-con
Non-dispersive Fermi arcs and absence of charge ordering in the pseudogap phase of Bi2Sr2CaCu2O8+d
高温超导体Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8 +d)角分辨光电子能谱数据的自相关性在动量空间中显示出明显的峰,这些峰在超导态中随结合能而分散,但在赝能隙相中不随结合能而分散。虽然人们倾向于将动量空间中的非色散行为归因于某种有序现象,但对自相关的解构表明,非色散峰不是由有序引起的,而是由费米弧的尖端引起的,费米弧本身不随结合能而变化。
2005-05-11 cond-mat.supr-con
Doping and temperature dependence of the pseudogap and Fermi arcs in cuprates from $d$-CDW short-range fluctuations in the context of the t-J model
在平均场水平的t-J模型显示的相图与密切的类比的空穴掺杂的铜氧化物的相图。与通量或$d$电荷密度波($d$ -CDW)相关联的序参量在低掺杂时与超导性竞争并共存,显示出与在欠掺杂铜酸盐中观察到的赝能隙相一致的特性。此外,在$d$ -CDW状态的费米面重建的口袋与低光谱权重的外部部分,类似的弧角分辨光电子能谱实验中观察到的。然而,$d$ -CDW需要破缺的平移对称性,这是一个不被完全接受的事实。考虑到自能的平均修正,我们发现自能可以写成两个不同的贡献。其中之一(称为$Σ_{flux}$)在低能量下占主导地位,并且起源于载流子与接近$d$-CDW不稳定性的$d$-CDW波动之间的散射。第二种贡献(称为$Σ_{Rλ}$)在大能量下占主导地位,并且起源于非双重占据约束下的电荷涨落之间的散射。在本文中,它表明,$Σ_{flux}$是负责的起源的低能量功能的光谱函数作为一个赝隙和费米弧。获得的赝能隙和费米弧的掺杂和温度依赖性与实验中观察到的相似。在低能量下,$Σ_{R λ}$对赝能隙的闭合有额外的贡献。
2011-02-08 cond-mat.supr-con
Theory of the Fermi Arcs, the Pseudogap, $T_c$ and the Anisotropy in k-space of Cuprate Superconductors
通过自洽计算描述了在电子无序介质中,在临界温度以上费米面节点处出现的费米弧或无隙区。我们建立了一个铜氧化物超导体的模型,该模型是基于由相分离转变产生的不均匀电子密度的晶粒形成的约瑟夫森结阵列。这种方法提供了物理的见解,这些材料的最重要的属性,如赝能隙相形成的局部(晶内)超导振幅和零电阻率临界温度$T_c$由于相位相干激活约瑟夫森耦合的发病。费米弧的形成和k空间中的二分法遵循结隧穿电流对$CuO_2$平面上的d波对称性的方向依赖性。我们表明,这种半唯象的方法也再现了未来的铜酸盐相图的主要。
2012-02-20 cond-mat.supr-con
Unified treatment of Fermi pockets and arcs scenarios for the cuprates: Sum rule consistent response functions of the pseudogap
理解铜酸盐赝能隙相的关键是电荷(和自旋)响应函数的研究,我们在这里通过一个一致的方法来解决费米弧和费米口袋的杨,赖斯和张(YRZ)的情况。这两个计划被证明是正式相似的,并共享一个共同的物理平台,我们使用这种合并来解决包含的顶点校正已被省略在YRZ应用程序。我们表明,顶点校正可以很容易地实现的时尚分析一致的总和规则,它们产生重要的贡献,最可观的。对YRZ方案的电荷有序磁化率的研究使它们的简单物理变得明显:它们代表了带电玻色子、自旋单重态自由度的包含,并被发现导致双峰结构。
2014-07-02 cond-mat.supr-con
The pseudogap ground state in high temperature superconductors
通过重新检查最近发表的数据从角分辨光电子能谱,我们表明,在超导区域的相图,赝隙基态是一个弧金属。这种情况与拉曼光谱、比热和NMR的结果一致。此外,我们提出了一个解释的“费米口袋”推断量子振荡的赝隙双层费米面。
2008-03-24 cond-mat.supr-con
Towards the issue of the origin of Fermi surface, pseudogaps and Fermi arcs in cuprate HTSCs
早先,我们提出了一种分析铜酸盐和磷属元素化物超导相图的新方法,并表明,仅从特定化合物的晶体结构出发,就可以高精度地预测超导圆顶在相图上的位置。所提出的方法使用的概念的掺杂载流子的自定位,由于它们的形成的trion络合物,代表的掺杂载流子和电荷转移激子的束缚态出现在其影响下。在这里,以铜酸盐为例,我们表明,使用所提出的方法来分析掺杂的电子结构的转变,可以解释它们的一系列异常:费米弧,基本结论是,费米面在铜氧化物中的作用是由等能轮廓所起的,该轮廓出现在带色散表面的截面处,无色散的“双激子”对能级。这一水平还起到受体的作用,导致空穴载流子的出现在等能轮廓和跳跃的化学势。基于所进行的考虑,我们提出了一个可能的机制,超导配对遗传固有的这样一个系统。
2019-03-25 cond-mat.supr-con
The observations of quantum oscillations in overdoped cuprate superconductors were in agreement with a charge density contained in a cylindrical Fermi surface but the frequencies of lightly doped compounds were much smaller than expected. This was attributed to a topological transition into small pockets of Fermi surface associated with the existence of the charge density wave underlying superlattice. On the other hand, spectroscopic measurements suggested that the large two-dimensional Fermi surface changes continuously into a set of four disconnected arcs. Here we take into account the effec…
2022-07-29 cond-mat.supr-con
Evolution of the pairing pseudogap in the spectral function with interplane anisotropy
我们研究了作为面间耦合函数的谱函数中的对赝能隙。对于任意的各向异性程度,得到了临界区自能的解析表达式。发现自能的频率依赖性在二维和三维中有质的不同,并讨论了从二维到三维行为的交叉。特别地,通过考虑费米面上费米速度和能隙的各向异性,我们可以定性地解释最近在高温超导体上关于赝能隙相的费米弧随温度变化的光电发射实验。
1998-08-26 cond-mat.supr-con
Superconductivity above a quantum critical point in a metal -- gap closing vs gap filling, Fermi arcs, and pseudogap behavior
我们考虑一个量子临界金属与介导的临界序参量波动的相互作用。这种相互作用产生了两种相互竞争的趋势-配对和非费米液体行为。由于竞争,配对发展低于一个有限的$T_p $,但它的显着反馈的费米子自能发展只有在较低的$ T_{cross}$。在$T<T_{cross}$处,系统行为类似于BCS超导体的行为-态密度(DOS)和谱函数(SF)具有随着$T$增加而闭合的尖锐间隙。在较高的$T_{cross}<T<T_{p}$下,DOS有一个下降,随着$T$的增加,{ \it填充}。在这个区域的SF表现出与DOS相同的行为,或者在$ω=0$(费米弧)处有一个峰,这取决于费米表面上的位置。我们认为,相位波动是强大的,在这个$T$范围内,和实际的$T_c \sim T_{cross}$,而$T_p$标志着发病的pseudogap行为。我们比较我们的理论与最佳掺杂铜酸盐的行为。
2018-12-18 cond-mat.supr-con
We introduce a very simple and exactly solvable model that supports Fermi arcs in its ground state and excitation spectrum. These arcs come in pairs, and merge into what we call a pseudo Fermi surface along which fermions are gapped; this fermion gap is naturally identified as a pseudogap. Comparison will be made with phenomenology of high temperature cuprate superconductors.
2021-01-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermi arcs and isotope effect of the magnetic penetration depth in underdoped cuprates
研究了T=0时$d$ -CDW和节金属模型的超导态磁穿透深度的同位素系数$β$。在不考虑超导性的情况下,第一种模型的费米面具有弧,而第二种模型则没有弧。我们发现,一个大的增加$β$的赝能隙区域是一般不兼容的费米弧的赝能隙状态。因此,只有第二个模型显示出随着掺杂的减少,$β$的大幅增加。所需的电子-声子耦合是小的,并与基于局域密度近似(LDA)的第一性原理计算兼容。
2011-02-18 cond-mat.supr-con
Pseudogap in cuprates driven by d-wave flux-phase order proximity effects: A theoretical analysis from Raman and ARPES experiments
高- $T_c$铜酸盐的假能隙相的一个令人困惑的特征是电子-波腹二分法。而节准粒子有费米液体行为,反节的显示非费米液体功能和相关的赝能隙。角分辨光电子能谱和电子拉曼散射是两个有价值的工具,已经显示出普遍的功能,而材料无关,并推测固有的赝能隙相。掺杂和温度依赖性的费米弧和pseudogap附近的波腹的光发射观察到的非费米液体行为的拉曼观察到的B $_{1g}$模式相关。与此相反,拉曼B $_{2g}$模与光电子发射探测到的节状准粒子相似,表现出费米液体的特征。我们表明,这两个实验可以进行分析,在$t$ - $J$模型的背景下,通过自能效应在接近d波通量相序不稳定性。这种方法支持一个交叉起源的pseudogap,和两个竞争阶段的情况。B $_{2g}$模式在欠掺杂的情况下显示出在中等能量下的耗尽,这引起了新的兴趣。我们研究了这种耗尽,并讨论了它的起源和与赝隙的关系。
2014-11-10 cond-mat.supr-con
Model for the electronic structure, Fermi arcs, and pseudogap in cuprate superconductors
我们提出了一个模型的铜酸盐超导体的电子结构,使它能够描述这种结构的掺杂的演变,并提供了一个新的解释的一些典型的功能,包括pseudogap和费米弧的铜酸盐。根据这一模型,铜酸盐独特的电子结构有利于形成双原子负U心(NUC),实现独特的电子-电子相互作用机制。
2011-04-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Physics of the Pseudogap II: Dynamics, Incompressibility, and Fermi Arcs as Motional Narrowing
本文对铜氧化物高温超导体中的涡旋流体作了进一步的讨论。不可压缩性对净涡量的增加,导致显着的非线性响应函数的关键属性,是合理的第一原理。我们还讨论了坎普扎诺的费米弧现象的涡旋流体中的时间波动相的后果。
2007-01-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
From Fermi Arcs to the Nodal Metal: Scaling of the Pseudogap with Doping and Temperature
铜氧化物中的赝隙相是一种最不寻常的物质状态:它是一种金属,但它的费米表面被分解成被称为费米弧的不连通的部分。利用角分辨光电子能谱,我们证明了赝能隙在动量空间中的各向异性和由此产生的弧只取决于T/T*(x)的比值,其中T*(x)是在给定的空穴掺杂x下赝能隙首先发展的温度。特别地,弧随着T/T* 线性地塌陷,并且当T变为0时外推到零范围。这表明,T = 0赝能隙态是一种节状液体,一种奇怪的金属态,其无能隙激发只位于动量空间中的点上,就像d波超导体一样。
2006-05-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Composite-Fermion Theory for Pseudogap, Fermi Arc, Hole Pocket, and Non-Fermi-Liquid of Underdoped Cuprate Superconductors
我们建议,扩展激子的概念掺杂莫特绝缘体提供了一个富有成效的洞察氧化铜超导体的挑战性问题。在我们的扩展中,新的费米子激发称为cofermion出现在广义激子。余费米子与常规准粒子杂化。然后,杂交间隙打开,并被确定为pseudogap中观察到的欠掺杂的铜酸盐。由此产生的费米面重建自然解释了一些不寻常的性质的欠掺杂的铜酸盐,如费米弧和/或口袋的形成。
2010-09-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermi surface arcs and the infrared conductivity of underdoped YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{6.50}$
我们重新分析了欠掺杂$_{2}$(YBCO $_{6.50}$)的面内远红外电导率的数据,在这个模型中,赝能隙在费米面的一部分上打开,而剩余的未被覆盖的部分与温度成正比.我们的模型的动机来自于最近的角度分辨光电子能谱数据欠掺杂的Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$(Bi-2212),这揭示了费米表面上的弧的存在。我们发现的光学数据是一致的电弧形成。此外,我们发现一些证据表明,电子状态下失去的赝能隙$Δ_{pg}$恢复的能量区域,至少在$T_c$附近的温度。
2008-04-15 cond-mat.supr-con
Pseudogap, Superconducting Gap, and Fermi Arcs in Underdoped Cuprate Superconductors
通过测量零温极限下$La_{2-x}Sr_xCuO_4$的比热与磁场的关系,发现超导能隙的节斜率$v_Δ$与赝带隙温度$T^*$或值$Δ_p$具有非常相似的掺杂关系。由$v_Δ$导出的最大准粒子能隙与$T^*$相当接近。两者都表明赝能隙和超导电性之间的密切关系。计算还发现,在正常态比热系数的零温度值为$T_c \approx βv_Δγ_n(0)$的情况下,剩余费米弧$k_{arc}$的大小与正常态比热系数的零温度值成正比。这些观测结果模拟了基于一般共振价键(RVB)图像的SU(2)从玻色子理论的关键预测。
2005-02-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Since the discovery of the pseudogap and Fermi arc states in underdoped cuprates, the understanding of such non-Fermi-liquid states and the associated violation of Luttinger's theorem have been the central theme in correlated electron systems. However, still lacking is a well-accepted theoretical framework to unambiguously explain these metallic states that are clearly beyond Landau's Fermi liquid and Luttinger's theorem of a Fermi surface and electron filling. Here, we design a lattice model of orthogonal metals with fermion and Ising matter fields coupled to topological order and, by solving…
2021-04-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pseudogap and Fermi-arc Evolution in the Phase-fluctuation Scenario
用XY模型模拟了相位起伏对欠掺杂铜氧化物赝能隙现象和费米弧形成的影响。最重要的是,每个蒙特卡罗样本的谱函数是直接和有效地计算的切比雪夫多项式,而不必对角化的费米子哈密顿量,这使我们能够处理一个系统足够大,以实现足够的动量/能量分辨率。我们发现,在远低于KT转变温度($T_{KT}$)的情况下,能隙的动量依赖性与纯d波超导体的动量依赖性相同,但随着温度的升高,能隙的动量依赖性与$\cos k_x - \cos k_y$的动量依赖性有明显的偏离.在$T_{KT}$上方观察到费米弧的突然出现,并且弧长表现出与热激活涡旋激发相似的温度依赖性。
2010-05-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Two energy scales and close relationship between the pseudogap and superconductivity in underdoped cuprate superconductors
通过测量低温比热,导出并分析了系统掺杂La $_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuO $_{4}$单晶的低能准粒子激发.对d波超导体预言的Volovik关系在宽掺杂范围内得到了很好的证明,为d波对对称性提供了有力的证据。进一步导出了超导能隙的节隙斜率$v_Δ$,发现节隙斜率与由ARPES和隧道测量得到的赝能隙的掺杂相关性相同。这有力地表明赝能隙和超导性之间的密切关系。在考虑熵守恒的情况下,我们认为赝能隙相的基态在零K下应该具有有限态密度的费米弧,并且输运数据表明它可能由于弱局域化而表现出绝缘体的性质.假间隙相的节点金属图不能解释这些数据。基于赝能隙相的费米弧图象,发现欠掺杂区的超导能标或$T_c$由最大能隙和费米弧的谱权共同决定。这表明存在两个能量标度:超导能量标度和赝能隙。超导电性可能是费米弧准粒子通过交换虚玻色子配对凝聚而形成的。
2007-09-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pseudogap, Superconducting Energy Scale, and Fermi Arcs in Underdoped Cuprate Superconductors
通过测量零温极限下$La_{2-x}Sr_xCuO_4$的比热随磁场的变化,确定了准粒子能隙的节斜率$v_Δ$。发现$v_Δ$具有与赝隙温度$T^*$或值$Δ_p$非常相似的掺杂依赖性。同时,发现在改变掺杂浓度时,由$v_Δ$导出的($π,0$)处的虚拟最大带隙遵循简单的关系式$Δ_q=0.46k_BT^*$。这有力地表明赝能隙和超导性之间的密切关系。进一步发现,超导转变温度由赝能隙相的剩余态密度和零温极限下的节隙斜率决定,即$T_c \approx βv_Δγ_n(0)$,其中$γ_n(0)$是提取的正常态比热系数的零温值,它与剩余费米弧$k_{arc}$的大小成正比.这表明超导电性可能是通过在$T_c$以下节点附近的费米弧上形成新的能隙而形成的。这些观测结果模拟了基于一般共振价键(RVB)图像的SU(2)从玻色子理论的关键预测。
2005-08-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
We show conclusively that a pseudogap state can arise at $T > T_c$, for reasonable pairing interaction strength, from order parameter fluctuations in a two dimensional minimal model of $d$-wave superconductivity. The occurrence of the pseudogap requires neither strong correlation nor the presence of competing order. We study a model with attractive nearest neighbor interaction and establish our result using a combination of cluster based Monte Carlo for the order parameter field and a twisted-boundary scheme to compute the momentum-resolved spectral function. Apart from a dip in the density of…
2021-12-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Collapse of the Fermi surface and fingerprints of order in the pseudogap state of cuprate superconductors
在铜氧化物状态下的费米面是非常不寻常的,因为它似乎是由称为弧的不连续部分组成的。它们的存在挑战了传统的费米面概念,即动量空间中无隙激发的闭合轮廓。在赝能隙状态下的弧长被认为随温度线性增加,这表明在T* 以下存在节点液态。这些结果被解释为d波配对间隙和强散射的相互作用。了解弧的性质是理解赝能隙的起源和铜氧化物物理的先决条件。在这里,我们使用一种新的方法来检测的基础上的态密度的温度依赖性的能隙。随着显着提高的灵敏度,我们证明,弧迅速形成在T* 和它们的长度保持惊人的恒定在T* 和Tarc之间的扩展的温度范围内,与低于T* 的有序状态的存在一致。这些弧跨越动量空间中的固定点,定义了一组波矢量,这些波矢量是导致赝能隙的有序态的指纹。
2012-08-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity, pseudogap and marginal Fermi liquid in a relative-momentum-local theory
Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area(粤港澳大湾区量子科学中心)
本文构建相对动量局域(RML)理论,统一描述铜基超导体的超导、赝能隙与奇异金属态,提出可精确求解的赝能隙哈密顿量,预言库珀表面Lifshitz转变等特征,为相关实验提供理论指导。
2026-08-11 cond-mat.supr-con
Fermi arcs and pseudogap emerging from dimensional crossover at the Fermi surface in La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$
采用先进的能带展开技术,在广泛的从头算框架内模拟了La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$(LSCO)的掺杂机制和真实费米面(FS)演化。我们表明,普通的Kohn-Sham DFT+U可以重现所观察到的金属-绝缘体转变,当不限于顺磁溶液空间。电弧是自掺杂的轨道电荷转移内的Cu-O平面,而引入的Sr电荷是强烈本地化。电弧保护和刚性带图像的不足是费米能量下轨道对称性快速变化的结果:材料沿着费米表面在节点(2D)和反节点(3D)区域之间发生维度交叉。在LSCO中,这种交叉解释了FS弧、波腹赝能隙和$c$轴电导率中的绝缘行为,这些都是高T $_c$铜酸盐中普遍存在的现象。配体库仑积分涉及面外网站是主要负责ARPES在LSCO中观察到的最引人注目的效果。
2015-11-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Coherent quasi-particles-to-incoherent hole-carriers crossover in underdoped cuprates
在欠掺杂的铜氧化物中,由于赝能隙的打开,只有一部分费米表面作为费米弧存活下来。在空穴掺杂的$_{2}$ $_4$中,我们推导出费米弧上准粒子的“相干温度”$T_{coh}$,在此温度以上,角积分光电子能谱中展宽的前沿位置偏离费米能级,准粒子概念开始失去意义。发现$T_{coh}$随着空穴掺杂而快速增加,这与赝能隙温度$T^*$相反。超导圆顶因此位于$T^*$和$T_{coh}$之下,表明超导性来自费米弧上的相干费米准粒子。$T_{coh}$在欠掺杂区域中保持较小,表明源自费米弧的非相干载流子负责高温下的明显金属输运。
2009-04-23 cond-mat.supr-con
The Origin of Fermi Arcs in Cuprate Pseudogap States and Strong Constraints on Viable Theories of High-Temperature Superconductivity
在欠掺杂高温超导体中,当温度T高于赝能隙温度T* 时,存在完整的费米面。在T* 以下,仅费米表面的弧存活,当T -> 0时与T/T* 成比例,其中T* 显示出强掺杂依赖性。对于这种行为没有公认的解释。我们发现,推广BCS理论的正常超导性,包括d-波对和反铁磁性导致的起源和掺杂的T* 规模的依赖性,和费米弧的定量描述。这些结果对可行的高温超导理论提出了强有力的限制。
2007-10-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con nucl-th
On the Hall Effect in the pseudogap phase of cuprates
角分辨光电子能谱(ARPES)实验揭示了在低于和最佳掺杂的铜氧化物的能谱中的相干电子激发,其温度高于其转变成超导态的温度,仅在被称为费米弧的“裸”费米表面的部分上的节点附近。这引发了关于实验数据的含义和可能解释的问题。下面我们推导出费米弧模型在弱和强磁场中的霍尔系数表达式。
2013-09-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for pairing above Tc from the dispersion in the pseudogap phase of cuprates
在欠掺杂的高温超导体中,在Tc以上,不是完整的费米表面,而是仅出现断开的费米弧,其由仍呈现能隙的区域分隔。我们指出,在赝能隙相中,E_F附近电子激发的能量-动量关系表现为费米弧上正常金属的色散,而在能隙区则表现为超导体的色散。我们认为,这种二分法的分散体是很难调和的竞争序参量,但与配对没有冷凝是一致的。
2008-03-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Origin and Non-quasiparticle Nature of Fermi Arcs in Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+δ}$
费米弧是在铜氧化物超导体赝能隙相中观察到的费米面的不连续部分。这个简单的描述掩盖了费米弧物理学中的基本不一致性,特别是这些片段违反了能带的拓扑完整性。解决这个实验和理论矛盾的努力集中在将费米弧的两端连接起来,形成一个口袋,取得了有限的和有争议的成功。在这里,我们表明费米弧,而组成的真正的谱权重,缺乏准粒子是一个真正的费米面。为了得出这一结论,我们开发了一种新的基于光电发射的技术,以前所未有的精度直接探测成对形成和成对破坏过程的相互作用。我们发现组成费米弧的谱权重通过对破缺过程从能隙边缘转移到费米能上。虽然是真实的,但这个重量并不能形成真正的费米面,因为准粒子虽然被显著加宽,但仍然留在能隙边缘。这种非准粒子的重量可以解释许多无法解释的行为的pseudogap相的铜酸盐。
2014-08-03 cond-mat.supr-con
Pseudogap opening and formation of Fermi arcs as an orbital-selective Mott transition in momentum space
本文提出了一种基于动态平均场论的最小团簇扩展的铜氧化物超导体正常态的研究方法。我们的方法是基于一个有效的双杂质模型嵌入在一个自洽浴。该有效模型的两个自由度可以与动量空间的节点和反节点区域相关联。我们发现一个金属-绝缘体的过渡,这是选择性的动量空间:在低掺杂准粒子被破坏的波腹区域,而他们仍然保护在节点区域,导致形成明显的费米弧。我们比较我们的结果隧道和角分辨光电发射实验铜。在非常低的能量下,可以使用旋转不变的从属玻色子来简单描述这种转变。
2009-03-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Photoemission perspective on pseudogap, superconducting fluctuations, and charge order in cuprates: a review of recent progress
在探索铜氧化物高温超导体超导电性的微观机制过程中,赝能隙相\textemdash--空穴掺杂侧非常反常的“正常”态\textemdash已被证明是与超导电性本身一样大的难题。角分辨光电子能谱(ARPES)是一个强大的工具,用于评估动量依赖的赝能隙现象,最近的技术发展已经允许更详细的了解。本文综述了从ARPES测量的角度理解超导电性与赝能隙之间的关系、费米弧现象以及电荷序与赝能隙之间的关系的最新进展。
2018-03-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evolution of spectral and transport quantities with doping in the SU(2) theory of cuprates
最近在铜氧化物超导体中的输运实验将赝能隙的打开与电子色散的变化联系起来[S。Badoux等人,Nature 531,210(2015)]。输运测量表明,在赝隙临界掺杂下,载流子密度从$x$急剧变化到$1+x$,与低掺杂时的费米弧到高掺杂时的大空穴费米面的变化相一致.铜氧化物的SU(2)理论表明,反铁磁短程相互作用导致电荷和超导序的产生,它们通过SU(2)对称性联系起来。与这种对称性相关的涨落形成了赝能隙相。本文导出了SU(2)穹顶下的重整化电子传播子,并计算了重整化带的谱函数和输运量。我们表明,它们的演变与掺杂匹配的光谱和运输测量。
2017-10-02 cond-mat.supr-con
Structural reconstruction as the origin of the cuprate pseudogap
Institute of Solid State Physics TU Wien(维也纳工业大学固体物理研究所)
研究揭示铜基超导体赝隙现象源于结构重建,通过引入对称性强制的子格点自由度,导致费米面重构和费米弧出现,密度泛函理论计算支持这一机制。
2026-03-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Pseudogap, Superconducting Gap, and Fermi Arc in High-Tc Cuprates Revealed by Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
本文综述了高温铜氧化物超导体的角分辨光电子能谱(ARPES)研究,旨在阐明超导性、赝能隙和费米弧之间的关系。欠掺杂样品的ARPES研究表明,低于Tc的能隙偏离一个简单的d-波形的动量依赖性,这表明在超导状态下的多个能量尺度的共存。因此,引入了两种不同的能量尺度,即节点附近的能隙(以Δ_0为特征)和反节点区域中的能隙(以Δ ^* 为特征)。它们之间的二分法已被证明从材料,掺杂,和温度依赖的能隙。虽然在相同掺杂水平下的Δ T,max近似为材料无关的,但是Δ T,max的量值跟踪Δ T,max显示出强烈的材料依赖性。与节点附近的间隙相比,反节点间隙在Tc处不闭合,节点附近的间隙遵循更接近BCS样温度依赖性的东西。在费米弧的端点处定义了一个有效的超导能隙Delta_sc,它与各种材料的Tc成正比。
2012-03-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The "states-non-conserving" fermion density of states (DOS), deduced from the specific heat of hole-doped cuprates, could arise from a Kondo or heavy fermion-like DOS being suppressed by anti-ferromagnetic spin fluctuations. The large Fermi surface predicted by band theory and observed experimentally, is still expected for zero pseudogap, but with an effective mass corresponding to a Kondo temperature ~ 800 K. A finite pseudogap could divide it into Fermi arcs. Theoretical results for the asymmetric Anderson model can account for the experimental Wilson ratio.
2021-12-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Explaining the pseudogap through damping and antidamping on the Fermi surface by imaginary spin scattering
针对空穴掺杂铜氧化物赝能隙机制这一凝聚态物理难题,研究通过Hubbard模型的费曼图分析,揭示强耦合与粒子-空穴不对称下自旋-费米子顶点大虚部的阻尼/反阻尼作用,解释了费米弧截断等实验现象。
2023-06-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Model of d-wave electron pairing in hole doped cuprate superconductors: A possible explanation for the pseudogap regime
在掺空穴铜氧化物超导体的Cu-O平面内构造了实空间局域空穴对。我们证明了解析和数值计算,两个电子,由于最近邻库仑排斥禁闭效应,可以在一个单一的plaquette与d-波对称配对。该方案支持铜酸盐的“无胶”配对图片。在此基础上,给出了费米口袋(或费米弧)的物理起源和两种赝能隙行为。我们的框架直接导致在这些化合物的赝能隙温度T* 和空穴掺杂水平x之间的统一的线性关系。
2010-07-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interplay between charge order and superconductivity in cuprate superconductors
铜氧化物超导体研究的中心问题之一是电荷有序性与超导电性的相互作用。本文基于动能驱动的超导(SC)机制,考虑赝能隙和SC能隙之间的相互作用,研究了铜氧化物超导体中电荷序与超导电性的相互作用。结果表明,费米口袋的出现与赝能隙的出现密切相关。然而,SC态准粒子谱的谱权在费米弧上的分布,或者说在费米袋的正面和背面的分布是各向异性的,其中大部分谱权位于费米弧的尖端附近,这与电子费米面(EFS)上的热点相一致.特别是,作为正常状态下的电荷顺序,这种EFS不稳定性驱动SC状态下的电荷顺序,电荷顺序波矢量与连接直费米弧上的热点的波矢量很好地一致。此外,这种电荷序状态是掺杂相关的,随着掺杂的增加,电荷序波矢量的幅度减小。虽然电荷有序与超导电性共存,但这种电荷有序对超导电性起着拮抗作用。SC态动态电荷结构因子的计算结果表明,低能电子结构与电子密度的集体响应之间存在着定量的联系。理论还表明,赝能隙和电荷序有一个共同的根,它们和超导电性是强电子关联的自然结果。
2018-03-19 cond-mat.supr-con
Distinct doping dependences of the pseudogap and superconducting gap La$_{2-x}$Sr$_{x}$CuO$_4$ cuprate superconductors
我们对轻掺杂到重掺杂的La $_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuO $_4$和氧掺杂的La $_2$ CuO $_{4.10}$进行了随温度变化的角积分光电发射研究。我们发现,无论是大小$Δ$ * 的(小)pseudogap和温度\textit{T} *,在该pseudogap是开放的空穴浓度的降低而增加,与以前的研究一致。另一方面,超导能隙$Δ_{sc}$被发现保持小的空穴浓度。如果超导能隙只在节点(0,0)-($π,π$)方向的费米弧上打开,而赝能隙在$\sim$($π$,0)方向打开,则可以解释上述结果。
2007-04-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Energy gaps in high-$T_c$ superconductors: BCS after all?
解决高$T_c$超导性问题的一个主要障碍是对超导能隙$Δ_0$和在欠掺杂样品\cite{TallonLoram}中发现的神秘赝能隙的大小、结构和掺杂依赖性的持续混淆。赝能隙在低于温度$T^*$的($π$,0)波腹周围打开,从而在剩余费米表面\cite{Kanigel}上留下费米弧,超导能隙在$T_c$处形成在该剩余费米表面上。有一件事似乎是一致的,即$2Δ_0/k_BT_c$的比率远远超过BCS值,并且随着\cite{Miyakawa1,Miyakawa2}的掺杂不足而增加,这表明非常规的非BCS超导性。在这里,我们重新检查数据从许多光谱,特别是拉曼$B_{1g}$和$B_{2g}$散射\cite{Sacuto,Guyard},并调和它们都在一个两个间隙的情况下,显示出的分歧点是一个文物的光谱重量损失所产生的赝隙。至关重要的是,我们发现,$Δ_0(p)$,或更一般的顺序参数,现在规模与平均场$T_c$值,采用弱耦合BCS比在整个相图。
2009-08-30 cond-mat.supr-con
Valence bond glass -- A unified theory of electronic disorder and pseudogap phenomena in high temperature superconductors
研究表明,在欠掺杂的高Tc铜氧化物中,超交换作用的量子涨落导致的价键低能涨落被非化学计量比掺杂引起的电子无序钉扎,形成价键玻璃(VBG)赝隙相.反结费米表面部分被缺口化,产生正常状态费米弧,其长度随着欠掺杂而收缩。在低于T_c时,超交换作用诱导出与VBG赝能隙共存的d波超导能隙。掺杂和温度的本地和动量空间光谱的演变捕获的赝能隙现象和电子无序的显着特性。统一理论阐明了掺杂过渡金属氧化物中强关联与本征电子无序之间的重要相互作用。
2009-02-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phenomenological Single-Particle Green's Function for the Pseudogap and Superconducting Phases of High-T$_c$ Cuprates
基于掺杂莫特绝缘体的微观理论,我们提出了一个表征铜氧化物超导相和赝能隙相的唯象格林函数。在这个框架下,角分辨光电子能谱(ARPES)实验观察到的赝能隙相的“费米弧”和“扭结”现象可以系统地解释为掺杂的函数,这是进一步连接到超导相的两个间隙功能与节点和波腹物理之间的二分法。我们证明了一个相弦诱导的分数起着关键作用,在产生这样一个独特的格林函数与一个独特的两个组件的结构。
2019-11-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Monotonic d-wave Superconducting Gap in Optimally-Doped Bi$_2$Sr$_{1.6}$La$_{0.4}$CuO$_6$ Superconductor by Laser-Based Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
利用超高分辨激光角分辨光电子能谱研究了最佳掺杂Bi $_2$ Sr $_{1.6}$ La $_{0.4}$ CuO $_6$超导体的超导能隙和赝能隙随动量和温度的变化关系。在超导状态下测得的能隙表现出标准的{ \it d}-波形。赝能隙在T $_c$以上的费米面的很大一部分打开,在结区附近形成“费米弧”。在“费米弧”以外的区域,赝能隙具有与超导态类似的能隙大小和动量依赖性,能隙随温度变化很小,在T_PDMATHABMR上没有突变。这些观测结果表明赝能隙和超导能隙是密切相关的,并支持赝能隙是超导能隙的先驱的观点。
2008-08-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Modeling a striped pseudogap state
本文研究了一维超导体系统中电荷密度波序和自旋波序共存时的电子结构。该系统有一个节点费米面(费米弧)的形式,一个孔袋和一个波腹赝隙。在波腹的谱函数是近似粒子孔对称相反的缺口区域外的口袋。我们发现,在费米能级的状态是扩展的,而赝能隙附近的状态具有短的条纹间距的本地化长度。我们认为配对具有局部d-波或s-波对称性,并在这两种情况下发现类似的结果,与pseudogap是局部对相关性的影响相一致。我们认为,这种状态是一个条纹有序漫画的pseudogap阶段在欠掺杂铜酸盐与共存的自旋,电荷,和对密度波的相关性。最后,我们还模拟了一个超导态,该超导态1)从赝能隙态平滑演化,2)在态密度中具有一个签名子能隙峰,3)相干对密度集中在节区。
2010-01-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic Specific Heat of La_{2-x}Sr_{x}CuO_{4}: Pseudogap Formation and Reduction of the Superconducting Condensation Energy
为了研究所谓的小赝能隙和超导(SC)凝聚能U(0),在La_{2-x} Sr_{x} CuO_{4}上测量了电子比热Cel直到~ 120 K。在p(=x)小于~0.2的样品中,d波超导体Tco(=2*Δ 0}/(4~5)kB)的平均场临界温度附近的γ(=Cel/T)-T曲线上出现了小的赝能隙行为,其中Δ 0}是T<<Tc时的最大能隙。在赝能隙区,凝聚能U(0)大大降低(p< ~0.2)。通过引入有效SC能量尺度Δ eff =β*p*Δ 0}(β=4.5)代替Δ 0},可以很好地再现U(0)的降低。讨论了有效SC能标与节费米弧上形成的相干对隙的关系。
2004-08-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Reconstruction of the Fermi surface in the pseudogap state of cuprates
在赝能隙态的近似精确可解模型下,分析了高温超导铜氧化物赝能隙态费米面的重构,赝能隙态是由反铁磁(AFM,自旋密度波(SDW),或类似的电荷密度波(CDW))序参量的短程序涨落引起的,与超导性竞争.我们明确地证明了从“费米弧”的演变(在“大”费米表面上)在ARPES实验中在相对高温下观察到(当密度波的振幅和相位都随机波动时)形成典型的“小”电子和空穴“口袋”,这在deHaas-van Alfen和Hall电阻振荡实验中明显观察到,(当只有密度波的相位波动,且短程序的关联长度足够大时)。本文用回旋频率、涨落关联长度和费米速度给出了赝能隙态在强磁场中可观测到量子振荡的定性判据。
2008-06-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunneling spectra of submicron Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+δ}$ intrinsic Josephson junctions: evolution from superconducting gap to pseudogap
本文给出了近最佳掺杂亚微米Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$本征约瑟夫森结的隧穿谱,并在超导能隙演变为赝能隙的区域进行了研究。使用Norman { \it et al.}提出的自能模型分析光谱,其中考虑了准粒子散射率$Γ$和对衰变率$Γ_Δ$。从该模型导出的态密度具有熟悉的Dynes形式,其中用$γ_+$ =($Γ$ + $Γ_Δ$)/2简单地替换$Γ$。通过拟合实验光谱得到的$γ_+$参数显示出大致线性的温度依赖性,这对$Γ$和$Γ_Δ$之间的关系提出了很强的约束。我们从隧穿和角分辨光电子能谱实验中讨论和比较了赝能隙相中的费米弧行为。我们的结果表明,两个实验之间的一个很好的协议,这是有利于前体配对的赝能隙的观点。
2009-10-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nontrivial behavior of the Fermi arc in the staggered-flux ordered phase
用U(1)从玻色子理论分析了t-J模型中磁通交错或d密度波有序相费米弧的掺杂和温度依赖性。非平凡的行为,揭示了自洽计算。在低掺杂和有限温度区,费米弧的长度和费米袋的宽度都与$δ$成正比,费米袋的面积与$δ^2$成正比。这种行为与零温度时完全不同,在零温度时费米口袋的面积变为$π^2 δ$。如果赝能隙相是交错磁通有序相,那么这种行为可以通过角分辨光电子能谱的详细实验在高T_c铜氧化物赝能隙相中观察到。
2003-10-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Studies of the electronic spectral function in cuprates by Angle-Resolved Photo-Emission Spectroscopy reveal unusual features in the pseudogap phase that persist in the superconducting phase. We address here these observations based on the recently proposed idea that the pseudogap is due to the fractionalization of modulated particle-particle pairs (a Pair Density Wave) into uniform particle-particle and modulated particle-hole pairs. The constraint that appears between these two types of pairs can be seen has an amplitude for the pseudogap energy scale. This constraint directly modify the ele…
2020-07-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con