Direct observation of nodeless superconductivity and phonon modes in electron-doped copper oxide Sr$_{1-x}$Nd$_x$CuO$_2$
铜酸盐中高温超导性的微观理解一直受到这些材料中晶体结构明显复杂性的阻碍。我们使用扫描隧道显微镜和光谱学来研究电子掺杂的氧化铜化合物Sr $_{1-x}$ Nd $_x$ CuO $_2$，其仅具有分离CuO $_2$平面的裸阳离子，因此是所有铜酸盐超导体中最简单的无限层结构。超导态的主要CuO $_2$平面的Tunneless电导谱揭示了无节点的配对间隙的直接证据，无论其幅度与三价钕的局部掺杂的变化。此外，观察到三个不同的玻色子模式作为多个峰-谷-峰的超导间隙外的功能和它们各自的能量依赖于空间变化的间隙。随着玻色子模式的能量相同的外部，弯曲和拉伸声子的铜氧化物，我们的研究结果表明，它们的起源从晶格振动，而不是自旋激发。
2022-05-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nodeless pairing in superconducting copper-oxide monolayer films on Bi2Sr2CaCu2O8+δ
铜酸盐高温超导的配对机制一直是凝聚态物理中最大的未解之谜。解决这一问题的有效途径之一是直接研究CuO_2超导层。本文通过在Bi2Sr2CaCu2O8+δ衬底上生长CuO2单层膜，发现了两个以费米能级为中心的不同的能隙，一个较小的类U带隙和一个较大的类V带隙，并利用低温扫描隧道显微镜研究了它们与外来原子的相互作用.新发现的类U带隙具有很强的相位相干性，不受K、Cs和Ag原子的散射影响，表明其本质是CuO 2层中的无结超导能隙，而类V带隙与欠掺杂状态下的赝带隙态一致.我们的结果支持了Bi_2Sr_2CaCu_2O_（8 +δ）的s波超导电性，我们认为这种超导电性源于调制掺杂产生的束缚在CuO_2层中的二维空穴液体.
2016-07-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Advances in single crystal growth and annealing treatment of electron-doped HTSC
采用无容器移动式溶剂浮区法生长了高质量的电子掺杂高温超导单晶$\rm Pr_{2-x}Ce_{x}CuO_{4+δ}$和$\rm Nd_{2-x}Ce_{x}CuO_{4+δ}$。最佳掺杂的$\rm Pr_{2-x}Ce_{x}CuO_{4+δ}$和$\rm Nd_{2-x}Ce_{x}CuO_{4+δ}$晶体的转变温度$T_{\rm c}$分别为$25$ \，K和$23.5$ \，K，转变宽度小于$1$ \，K。我们发现一个强烈的依赖性的最佳生长参数上的Ce含量$x$。我们讨论了样品的生长后退火处理的优化，两种化合物的超导圆顶的掺杂延伸以及过量氧的作用。从热重实验测定了生长态晶体的绝对氧含量，发现其为$\ge 4.0$。通过生长后退火处理，这种氧过剩几乎完全去除。还原过程是可逆的，如磁化测量所示。在生长态样品中，过量的氧存在于顶端位置O（3）。这种顶端氧几乎没有掺杂效应，而是通过在CuO $_{2}$层中诱导额外的无序来影响超导性的演变。$\rm Nd_{2-x}Ce_{x}CuO_{4+δ}$的非常高的晶体质量在不同掺杂水平的几个样品上观察到的磁量子振荡中特别明显。他们提供了一个独特的机会，研究费米表面和它的依赖于在大量的晶体中的载流子浓度。
2010-08-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Orbital to charge current conversion in copper oxide heterostructures
School of Mechanical Engineering, Yeungnam University（庆北大学机械工程学院）
通过铁磁共振轨道泵浦，研究CuO厚度对轨道到电荷电流转换的影响，揭示轨道自由度在轨道电子学中的重要作用。
2026-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Origin of spatial variation of pairing gap in Bi-based high-Tc cuprates
最近，Bi-2212铜酸盐超导体的扫描隧道显微镜已经揭示了能隙的空间变化，这与顶端氧位置的调制直接相关。我们确定了面外氧调节CuO_2层内配对相互作用的两种机制：x^2-y^2带和顶端p轨道之间的共价性，以及顶端氧极化对相关性U的屏蔽。这两种效应强烈依赖于顶端氧的位置和他们的合作行动解释了实验。
2008-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhancement of the superconducting critical temperature of Sr2CuO3+d up to 95K by ordering dopant atoms
我们解决的问题是否高Tc铜酸盐的超导转变温度（Tc）的增强时，随机分布的掺杂剂原子形成有序的阵列中的电荷储存层。这项研究对于具有K2 NiF 4型结构的Sr2CuO3+d超导体是可能的，其中氧原子仅部分占据靠近CuO2平面的顶端位置并充当空穴掺杂剂。我们发现，显着的Tc增强高达95 K，在这个单氧化铜层状高温超导体是与顶端的氧有序，而不是空穴浓度的变化。这一结果为进一步提高铜氧化物超导体的Tc指明了方向。
2006-11-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting junctions from non-superconducting doped CuO$_2$ layers
对最近提出的描述多层选择性掺杂体系中电荷重分布的理论方法进行了修正，使之适用于有限层数的体系。一个特别注意的是支付的情况下，有限的异质结构的铜氧化物层都是非超导（包括非导电），因为掺杂水平超出了众所周知的超导性的特征区间。提出了特定的有限结构和掺杂配置，以获得不同成分的原子薄超导异质结。
2010-09-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Formation of Copper oxide II in polymer solution-blow-spun fibers and the successful non-woven ceramic production
氧化铜II是一种p型半导体，可用于多种应用。专注于使用简单且低成本的技术生产这种材料，我们遵循乙酸盐一锅式路线来生产具有不同乙酸盐：PVP（聚乙烯吡咯烷酮）重量比的聚合物前体溶液。然后，使用溶液吹塑纺丝（SBS）技术生产复合纳米纤维。在600 oC下煅烧2 h后，以0.5 oC/min的升温速率制备了CuO陶瓷样品，成功地获得了平均粒径小于300 nm的非织造织物状陶瓷样品。SEM图像显示具有颗粒形态的相对光滑的纤维。XRD显示了CuO随机取向晶粒的形成。此外，FTIR和XRD分析表明在热处理之前CuO形成。因此，提出了一个化学反应序列来解释结果。
2021-07-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Percolative Superconductivity in Electron-Doped Sr$_{1-x}$Eu$_{x}$CuO$_{2+y}$ Films
采用反应分子束外延技术在SrTiO $_3$（001）衬底上外延生长了宽掺杂范围的电子掺杂无限层Sr $_{1-x}$ Eu $_{x}$ CuO $_{2+y}$薄膜。单晶样品的面内输运测量显示了以$x$ $\sim$ 0.15为中心的圆顶形无结超导相，费米液体行为和低温电阻率的显著上升。我们发现，电阻率的上升遵循平方根温度依赖性，这表明通过三维渗流过程的超导性的出现。通过低温扫描隧道显微镜对超导相和金属相之间的电子相分离进行成像，在光谱上证实了超导的超导性。此外，我们可视化的间隙和顶端的氧阴离子，迅速增加的数量为$x>$ 0.12，并阐明其对超导性和正常状态的电阻率的影响。
2022-05-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic structures of quasi-one-dimensional cuprate superconductors Ba$_2$CuO$_{3+δ}$
完整的CuO $_2$平面被广泛认为是铜氧化物超导体中高$T_c$超导性的先决条件。然而，在超导Ba $_2$ CuO $_{3+δ}$材料中可能存在一个例外，其中CuO链起更重要的作用。采用第一性原理密度泛函理论计算了Ba $_2$ CuO $_{3+δ}$的电子结构和磁性结构。化学计量的Ba $_2$ CuO $_3$和Ba $_2$ CuO $_4$分别含有准一维CuO链和完整的二维CuO $_2$平面。与金属Ba $_2$ CuO $_4$相比，Ba $_2$ CuO $_3$是一种反铁磁（AFM）Mott绝缘体.它具有最近邻链内反铁磁（AFM）耦合和弱的链间相互作用，其最低未占带和最高占带分别由Cu 3 $d_{b^2-c^2}$轨道（或$d_{x^2-y^2}$轨道，如果我们把$bc$ -平面记为$xy$ -平面）和O2 $p$ -轨道贡献.总能量计算表明，Ba $_2$ CuO $_{3+δ}$中的氧空位更倾向于位于CuO链的平面位置，而不是顶端氧，这与实验观察一致.此外，我们还发现，适当的电荷掺杂可以有效地诱导出磁性挫折或自旋涨落。这表明富氧Ba $_2$ CuO $_{3+δ}$或缺氧Ba $_2$ CuO $_{4-δ}$中的超导配对可能主要由CuO链内的AFM波动驱动。
2019-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Low temperature magnetic and dielectric properties correlation in Fe-doped copper (ii) oxide ceramics for potential device application
采用陶瓷法制备了CuO和Fe掺杂CuO的体材料。用X射线衍射、扫描电镜和能谱仪对样品进行了结构和组成分析。通过这篇文章，我们将报道三价铁掺杂（Fe $^{3+}$）在铜（II）氧化物（Cu $_{0.95}$ Fe $_{0.05}$ O）块体样品的磁性和介电行为的影响。由于Fe $^{3+}$的掺杂，在CuO中建立了顺磁相。磁性和介电性质之间的强相关性表明在转变温度下自旋极化子相互作用。块状CuO和Cu $_{0.95}$ Fe $_{0.05}$ O在较窄的温度范围内（190 K ~ 230 K）表现出多铁性相。在最高Neel温度（TN 1）~230 K附近发生了两次从顺磁-顺电相到无公度或不对称反铁磁（AF）和铁电态的相变，在最高Neel温度（TN 2）~210 K附近发生了第二次相变，AF相顺序转变为公度AF相，铁电性消失。该Cu $_{0.95}$ Fe $_{0.05}$ O在自旋电子学应用中显示出其具有低损耗和高磁化率的高介电常数的潜力。
2021-12-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Structural changes induced by electric currents in a single crystal of Pr$_2$CuO$_4$
本文提出利用电流flash和液氮淬火方法改性Pr$_2$CuO$_4$单晶，发现改性显著增强了Pr-O层的氧空位有序，为层状钙钛矿氧化物的结构和性质电场控制开辟了新途径。
2023-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Cu $K$-edge Resonant Inelastic X-Ray Scattering in Edge-Sharing Cuprates
我们目前的计算共振非弹性X射线散射（RIXS）在边缘共享的氧化铜系统，如CuGeO $_{3}$和Li $_{2}$ CuO $_{2}$，适合硬X射线散射的光激发电子位于以上的氧2 p和铜3d轨道能量。我们进行精确的对角化的多带哈伯德和确定的能量，轨道特性和共振配置文件的激发，可以通过RIXS探测。在2-7 eV光子能量损失范围内，我们发现Li $_{2}$ CuO $_{2}$和CuGeO $_{3}$与最近的结果非常一致。
2007-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhancing Fenton-like Photo-degradation and Electrocatalytic Oxygen Evolution Reaction (OER) in Fe-doped Copper Oxide (CuO) Catalysts
本文合成并表征 Fe 掺杂 CuO，证明其在碱性 OER 中具有低过电位和稳定性，并可在低功率可见光 LED 下快速类 Fenton 降解亚甲基蓝。
2024-12-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Two-band Conduction and Nesting Instabilities in Superconducting Ba$_2$CuO$_{3+δ}$: a First Principles Study
第一性原理研究的高温超导系统Ba $_2$ CuO $_{3+δ}$，最近发现在$δ\approx0.2$在$T_c=70$ K，应用于演示的电子和磁性的氧有序的影响。所观察到的“高度过掺杂”超导相显示拉伸Cu平面氧O $_{\rm P}$距离和有害地缩短Cu顶端O $_{\rm A}$分离与其他铜酸盐相比。化学计量系统$δ=0$，其强烈的一维（1D）的Cu-O $_{\rm P}$链结构，当双折射显示1D费米面，导致，在密度泛函理论，反铁磁Cu-O $_{\rm P}$链（自旋Peierls不稳定性）。根据Schulz的理论，考虑到1D波动和小的链间耦合，表明该系统，如Sr $_2$ CuO $_3$，接近1D Luttinger液体量子临界相。对于$δ$ =0，不寻常的Cu-O键长本身对其他性质的影响有限。我们发现，一个“双双层”结构的交替Cu-O $_{\rm P}$链和宽梯级铜$_3$ O $_4$梯子是积极的首选三种可能性之一，其中额外的氧离子桥Cu-O $_{\rm P}$链的超导相$δ=1/4$。名义形式价的三个Cu网站进行了讨论。六重（八面体）位置是最高度氧化的，在$d_{z^2}$轨道中接受的空穴比在$d_{x^2-y^2}$轨道中接受的空穴多一些。这意味着，双带物理涉及的配对机制和超导载流子。这种金属双层结构的费米表面显示出1D和2D强（初期）嵌套不稳定性，可能…
2021-08-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Positive Seebeck coefficient in highly doped La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$ ($x$=0.33); its origin and implication
本文研究了重掺杂非超导La $_{1.67}$ Sr $_{0.33}$ CuO $_4$中的热电（Seebeck和Nernst）响应。尽管费米面具有类似电子的曲率，但塞贝克系数在低温下为正。这样的功能，以前观察到的铜，银，金和锂，是由一个非平凡的能量依赖的散射时间。我们认为，这一功能意味着一个强烈的不对称性之间的寿命的占用和未占用状态沿区对角线和这样的电子-空穴不对称性阻碍形成库珀对沿节点方向在超导基态出现在较低的掺杂水平。
2021-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ag-Cu alloy surfaces in an oxidizing environment: a first-principles study
最近在模型催化剂上的实验表明，Ag-Cu合金相对于纯银具有改善的乙烯环氧化选择性。在本文中，我们回顾了我们的第一性原理研究的（111）表面的这种合金和其他低指数表面的新发现。我们发现，对于每个表面取向，氧的存在导致铜偏析的表面。考虑到合金与氧气氛处于平衡状态，并考虑温度和压力的影响，我们计算了表面自由能，并研究了几种表面结构的稳定性。研究表面自由能对表面成分的依赖关系，我们构建了合金的相图为每个表面取向。在实际应用中感兴趣的温度、压力和组成周围，我们发现可以存在有限数量的结构，包括银表面上的氧化铜薄层和无铜结构。不同的表面取向显示出非常相似的行为，特别是具有CuO化学计量的单层，当与本体CuO层相比时显著扭曲，对于所有取向具有宽范围的稳定性。我们的结果与最近的实验测量结果一致，并有助于解释。
2008-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear optical birefringence in Li2SO4-MgO-P2O5 amorphous system-influence of Cu ions
制备了不同CuO掺杂量（0 ~ 1.0mol%）的Li_2SO_4-MgO-P_2 O_5玻璃。高Q-2飞秒脉冲激光诱导的光学双折射作为氧化铜在这些玻璃中的浓度的函数进行了探索。光致双折射的大小随着氧化铜含量的增加而逐渐减小。所观察到的行为进行了讨论，在玻璃网络的聚合，其程度的上升与浓度的Cu+离子占据Td网站的玻璃基质。然而，含有低含量的CuO的样品由Cu 2+离子主导，其充当改性剂并通过破坏P-O-S键而引起结构缺陷。因此，与较低含量的CuO混合的样品更有利于诱导更高幅度的光学双折射。电导率、正电子湮没和超声测量结果证实了这一结论。
2022-10-02 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
The effects of copper doping on photocatalytic activity at (101) planes of anatase TiO2: A theoretical study
铜掺杂剂通过不确定的机制被不同地报道为增强钛白表面的光催化活性。为了解释铜掺杂如何改变钛白光催化剂在水介质中的性能，我们应用密度泛函理论方法模拟掺杂的二氧化钛（101）面的表面单元。通过包括范德华相互作用，我们认为在原始和铜掺杂系统的表面吸附水的能量。模拟结果表明，Cu掺杂剂在Cu（101）表面的2+氧化态和分散构型是最稳定的，这表明二次CuO相的形成在能量上是不利的。与以前的报告一致，在研究表面的水预测表现出分子吸附，这种趋势略有增强铜。结果表明，通过Cu掺杂的增强的光活性在Cu2+表面是更有可能产生介导的电荷转移和带隙间状态增加光激发和延长表面空穴寿命，而不是通过增加的密度吸附的羟基的电子相互作用。
2018-11-22 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
First principles calculations of X-ray absorption in an ultrasoft pseudopotentials scheme: from $α$-quartz to high-T$_c$ compounds
基于连分数方法和超软赝势，发展了一种计算固体K边X射线吸收谱的第一性原理方法.该方法允许计算的K-边X射线吸收光谱的过渡金属和稀土化合物与大大减少截止相对于正常保存的情况下。我们通过计算$α$石英中Si和O的K边、Cu中Cu的K边和La $_2$ CuO $_4$中Cu的K边来验证该方法。对于硅和O边的情况下，在$α$石英和铜，我们得到了很好的协议与实验数据。在La $_2$ CuO $_4$（一种被认为是密度泛函理论的实能材料）的Cu K边谱中，我们把所有的近边和远边峰都归因于单粒子激发。
2009-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
