高$T_c$超导体YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$中磁场诱导微观有序的扫描隧道光谱证据
Scanning tunneling spectroscopic evidence for magnetic field-induced microscopic orders in the high-$T_c$ superconductor YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$
A. D. Beyer, M. S. Grinolds, M. L. Teague, S. Tajima, N. -C. Yeh
备注：
Paper updated and accepted for publication in Europhysics Letters. 4 figures and 6 pages. Corresponding author: Nai-Chang Yeh (E-mail: ncyeh@caltech.edu)
We report spatially resolved tunneling spectroscopic evidence for field-induced microscopic orders in a high-$T_c$ superconductor $\rm YBa_2Cu_3O_{7-δ}$. The spectral characteristics inside vortices reveal a pseudogap ($V_{\rm CO}$) larger than the superconducting gap ($Δ\_{\rm SC}$) as well as a subgap ($Δ\^{\prime}$) smaller than $Δ\_{\rm SC}$, and the spectral weight shifts steadily from $Δ_{\rm SC}$ to $V_{\rm CO}$ and $Δ\^{\prime}$ upon increasing magnetic field. Additionally, energy-independent conductance modulations at 3.6 and 7.1 lattice constants along the Cu-O bonding directions and at 9.5 lattice constants along the nodal directions are manifested in the vortex state. These wave-vectors differ fundamentally from the strongly dispersive modes due to Bogoliubov quasiparticle scattering interferences and may be associated with field-induced microscopic orders of pair-, charge- and spin-density waves.
Field Induced Nodal Order Parameter in the Tunneling Spectrum of YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-x}$ Superconductor
本文报道了在磁场作用下，不同掺杂水平的$_2$ O $_{7-x}$薄膜的平面隧穿测量结果.通过选择一种特殊的设置结构，我们探测了在d波超导序参量的节点附近占主导地位的场生能标。我们发现了一个高的掺杂灵敏度，这个能量尺度。在最佳掺杂的能量尺度是在协议与诱导$id_{xy}$序参量。我们发现，它可以遵循低场在最佳掺杂，但不是远离它。
Possible Nodeless Superconducting Gaps in Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+δ}$ and YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-x}$ Revealed by Cross-Sectional Scanning Tunneling Spectroscopy
铜氧化物高温超导体中的配对及其起源仍然是凝聚态物理学中最持久的谜团之一。利用截面扫描隧道显微镜/光谱，我们清楚地揭示了BiPDMATHABMM Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$（Bi 2212）和YBaPDMATHABMM Cu $_3$ O $_{7-x}$（YBCO）超导能隙结构沿其$c$ -轴的空间依赖性或不均匀性，其尺度小于层间距.通过对Bi 2212单晶和YBCO薄膜的（100）面隧穿，我们在每个样品的不同区域都观察到了具有扩展的平坦零电导底部的U形隧穿谱和V形带隙结构。在YBCO薄膜上，隧穿到（110）面的带隙为U形，没有零偏压峰。我们的分析表明，U形间隙可能是一个无节点的超导间隙。V形间隙具有非常小的幅度，并且可能是由具有较大U形间隙的区域引起的接近。
Theory of Josephson tunneling along the c-axis of YBCO
当电流沿$_2$ O $_{7-δ}$的c轴流动时，在$_2$ O $_{7-δ}$和Pb之间存在约瑟夫森隧穿.这可能是由于$_2$ O $_{7-δ}$中的正交畸变所引起的。这一假设本身似乎是在与孪生样品的隧道电流不遵循随机统计实验相矛盾。我们提出了一个理论，这取决于相互之间的竞争的双d波耦合和相对增强的表面上的s波分量。这一理论似乎至少在定性上解释了迄今为止的所有观测结果。
Dynamical decoherence of the light induced interlayer coupling in YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{6+δ}$
YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{6+δ}$中顶端氧振动的光激发已被证明可以增强其c轴超导相的刚性，正如平衡双层间约瑟夫森等离子体共振的瞬态蓝移所证明的那样。令人惊讶的是，瞬态c轴等离子体模式也可以诱导以上T $_{c}$由相同的顶端氧激发，这表明光激活的超流体隧道在整个赝隙相的YBa $_{2}$铜$_{3}$ O $_{6+δ}$。然而，尽管上述T $_{c}$瞬态等离子体模式和平衡约瑟夫森等离子体激元之间的相似性，涉及高迁移率准粒子输运的替代解释应被考虑。在这里，我们报告了一个广泛的研究的光诱导等离子体激元的松弛到平衡非相干相。这些新的实验允许对这种模式的性质进行批判性评估。我们确定，瞬态等离子体松弛通过其相干长度的崩溃，而不是其载体（或超流体）密度。这些意见是不容易调和与准粒子层间输运，而是支持瞬态超流隧穿的光致层间耦合的YBa $_{2}$铜$_{3}$ O $_{6+δ}$的起源。
Analyzing scanning tunneling spectroscopy for Fe-based superconductor Ba$_{1-x}$K$_x$Fe$_2$As$_2$ and extracting $s$-wave density of states
我们从Ba $_{1-x}$ K $_x$ Fe $_2$ As $_2$超导体的扫描隧道谱数据中提取了态密度。所得到的样品DOS由两种普通的$s$波型和一种线性DOS组成，前者来自布里渊区的$Γ$点，后者来自布里渊区的M点，并与角分辨光电子能谱的相应数据一致.我们澄清，隧穿电导的主峰是不相关的DOS，而是非平衡相干隧穿，包括所有的相干自旋在尖端和样品的效果。
Proximity Effects and Quantum Dissipation in the Chains of YBa$_2$Cu$_3$O$_{6+x}
我们认为，最近的扫描隧道显微镜，角分辨光电子能谱和红外光谱实验上的CuO链的YBa $_2$铜$_3$ O $_{6+x}$一致的解释内的相干链平面和非相干链间耦合的相互作用的邻近模型的结果。我们表明，CuO $_2$平面作为欧姆热浴的电子自由度的链，诱导大量的量子耗散。在平面$T_c$之下，链中的电荷激发获得了一个普适的超导能隙，其相位和大小与动量有关。我们预测，这种差距的大小随链中的空穴浓度的非单调变化。
Bosonic excitation spectra of superconducting $\mathrm{Bi_2Sr_2CaCu_2O_{8+δ}}$ and $\mathrm{YBa_2Cu_3O_{6+x}}$ extracted from scanning tunneling spectra
Long range proximity effect in La2/3Ca1/3MnO3 (LCMO)/(100)YBa2Cu3O7-delta (YBCO) ferromagnet/superconductor bilayers: Evidence for induced triplet superconductivity in the ferromagnet
Microscopic Analysis of Low-Frequency Flux Noise in YBa$_2$Cu$_3$O$_7$ Direct Current Superconducting Quantum Interference Devices
我们使用低温扫描电子显微镜结合SQUID的磁通量检测图像的涡旋和调查的低频磁通噪声在YBa $_2$ Cu $_3$ O $_7$薄膜SQUID。低频磁通噪声随磁场冷却强度的增加呈非线性增加，直至60 $μ$ T。这种效应可以用SQUID空穴处的表面势垒来解释。通过将磁通噪声数据与涡旋的空间分布相关联，我们获得了微观尺度上涡旋的空间波动信息，例如，平均涡旋跳跃长度约为10 nm。
Atomic-scale identification of novel planar defect phases in heteroepitaxial YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ thin films
我们已经发现了两种出现在异质外延YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$（YBCO 123）薄膜中的新型平面缺陷，所述异质外延YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$（YBCO 123）$_{2/3}$ Ca $_{1/3}$ MnO $_3$（LCMO）覆盖层通过脉冲激光沉积（PLD）生长，使用高角度环形暗场扫描透射电子显微镜的组合（HAADF-STEM）成像和电子能量损失谱（EELS）映射以进行明确的识别。这些平面晶格缺陷是基于两个CuO链之间的BaO平面或两个CuO $_2$平面之间的多个Y-O层的共生，导致可能直接影响高- $T_c$超导性的非化学计量层序列。
Surface adatom conductance filtering in scanning tunneling spectroscopy of Co-doped BaFe2As2 iron pnictide superconductors
我们建立在从头算理论和实验相结合，在扫描隧道显微镜/光谱的A-122铁pnictide超导体的隧穿过程-在这种情况下BaFe $_{2-x}$ Co $_x$ As $_2$ -涉及一个强大的吸附原子过滤的微分电导从近EF Fe 3d状态，这反过来又源于最顶部的子表面Fe层的晶体。计算结果表明，表面Ba相关的隧穿途径的主导地位留下的指纹中发现的实验微分电导数据，包括大粒子空穴不对称性和能量依赖的对比度反转。
Modeling scanning tunneling spectra of $Bi_2 Sr_2 CaCu_2 O_{8+δ}$
最近的角分辨光电子能谱和中子散射数据为解释Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$的扫描隧道谱提供了新的成分。我们分析了低温隧道谱，从氧过掺杂到欠掺杂样品，包括双层分裂和中子共振峰的细节。两个van Hove奇异性被确定：第一个是集成在相干峰，第二个是严重加宽在较高的结合能。隧道光谱的形状表明一个强耦合的准粒子的集体模式，和光电发射的比较表明，在隧道中的散射率是一个数量级小于ARPES。最后，用各向同性隧穿矩阵元计算的理论谱比用各向异性矩阵元计算的理论谱更符合实验数据。
High bias anomaly in YBa2Cu3O7/LaMnO_{3+delta}/YBa2Cu3O7 Superconductor/Ferromagnetic Insulator/Superconductor junctions: Evidence for a long-range superconducting proximity effect through the conduction band of a ferromagnetic insulator
研究了超导体/铁磁绝缘体/超导体（$_2$ O $_{7-x}$ /LaMnO $_{3+δ}$ /$_2$ O $_3$）隧道结的垂直输运特性.在一个大的偏置电压$V\sim 1$ V，我们观察到一个阶梯状的开始过电流，发生在超导转变温度$T<T_c$以下，很容易被磁场抑制。这种现象是由于非平衡电子通过Fowler-Nordheim隧穿过程注入到铁磁绝缘体导带中的一种新型的超导邻近效应。强非平衡布居的发生证实了在大偏压下的光子发射的检测。由于我们的铁磁绝缘体中的导带是强自旋极化的，所观察到的长程（20 nm）邻近效应为非传统的自旋三重态超导态提供了证据。
