Sensitivity of the electronic and magnetic structures of cuprate superconductors to density functional approximations
我们讨论的晶体,电子和磁性结构的$\mathrm{La_{2-x}Sr_{x}CuO_{4}}$(LSCO)的$x=0.0$和$x=0.25$采用13密度泛函近似,代表本地,半本地,和混合交换相关近似内的Perdew-Schmidt层次。元广义梯度近似(元GGA)类泛函被发现在捕捉LSCO,一个典型的高温铜氧化物超导体的关键性能表现良好。与此相反,局域自旋密度近似,GGA,和混合密度泛函未能捕获掺杂下的金属-绝缘体转变。
2022-01-11 cond-mat.supr-con
Field-induced thermal metal-to-insulator transition in underdoped LSCO
测量了未掺杂和重欠掺杂的La_{2-x} Sr_ xCuO_{4+delta}(LSCO)单晶中铜酸盐的热输运和电荷输运。在欠掺杂LSCO中,发现热导率在T -> 0极限中随着磁场的增加而降低,与在所有超导体中观察到的增加形成鲜明对比,包括在较高掺杂的铜酸盐。磁场对超导性的抑制表明,在从超导态到场致正常态的过程中,发生了一种新的金属-绝缘体的热转变。
2003-04-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Oxygen Isotope Effect Resulting from Polaron-induced Superconductivity in Cuprates
在Pr和La掺杂的YBa_2Cu_3O_7(YBCO)和Ni掺杂的La_1.85Sr_0.15CuO_4(LSCO)超导体中测量的平面氧同位素效应系数作为空穴掺杂的函数,定量和定性地遵循Kresin和Wolf最初提出的形式,该形式是针对垂直于超导平面的极化子导出的。有趣的是,在赝能隙温度下的氧同位素反效应系数也遵循相同的公式。这些发现允许的结论,在YBCO和LSCO的超导电性的结果极化子或双极化子在CuO 2平面。原来的公式,提出的垂直方向,显然更普遍有效,并占在CuO 2平面的超导性。
2017-04-20 cond-mat.supr-con
Optical Cooper Pair Breaking Spectroscopy of Cuprate Superconductors
研究了压应变La_(1.85)Sr_(0.15)CuO_4(LSCO)薄膜和YBa_2Cu_(2.92)Zn_(0.08)O_(7-δ)(YBCZO)薄膜的光学库珀对断裂率(CPBR)与光子能量的关系,并与YBa_2Cu_3 O_(7-δ)(YBCO)进行了比较。与YBCO的情况不同,LSCO的CPBR没有表现出明显的光子能量依赖性。在YBCZO中,CPBR显示出与YBCO类似的强的光子能量依赖性,但是在峰位置具有红移。这些结果的分析强烈赞成在高Tc超导电子相分离的基础上的物理图像。
2001-03-05 cond-mat.supr-con
Critical Doping for the Onset of Fermi-Surface Reconstruction by Charge-Density-Wave Order in the Cuprate Superconductor La$ _{2-x} $Sr$_{x} $CuO$ _{4}$
在磁场强度足够大的情况下,测量了铜氧化物超导体La $ _{2-x} $ Sr $_{x} $ CuO $ _{4}$(LSCO)的Seebeck系数$S$,其Sr浓度范围为$x = 0.07$ ~ $x = 0.15$ .对于$x = 0.11$,0.12、0.125和0.13,$S/T$在冷却时降低,在低温下变为负值。在霍尔系数$R_{H}(T)$中观察到相同的行为。在类似的空穴浓度$p$的其他空穴掺杂的铜酸盐,负的$S$和$R_{H}$表明,费米面的LSCO经历了电荷密度波调制的发病引起的重建。在LSCO中,通过X射线衍射在完全相同的掺杂范围内确实检测到了这种调制。我们的数据表明,在LSCO费米面重建仅限于$0.085 < p < 0.15$。我们认为,在场诱导的正常状态的LSCO,电荷密度波顺序结束在一个临界掺杂$p_{\rm CDW} = 0.15 \pm 0.005$,远低于赝能隙临界掺杂$p^\star \simeq 0.19$。
2016-04-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Field-Induced Thermal Metal-to-Insulator Transition in Underdoped LSCO
在低温下测量了La_{2-x} Sr_ xCuO_{4+δ}(LSCO)单晶在掺杂相图上的热输运和电荷输运。在欠掺杂LSCO中,发现热导率随着T达到0极限时磁场的增加而降低,与在所有超导体中观察到的增加形成鲜明对比,包括在较高掺杂的铜酸盐。在严重欠掺杂的LSCO,超导性可以完全抑制与施加的电场,我们表明,一种新的热金属绝缘体的转变发生后,从超导状态的场诱导正常状态。
2003-05-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasiparticle States around a Nonmagnetic Impurity in D-Density-Wave State of High-$T_c$ Cuprates
最近Chakravarty {\em et al.}提出了一种有序的$d$-密度波(DDW)状态作为欠掺杂高温铜氧化物中赝能隙相的解释。我们研究了基于有效平均场哈密顿量的DDW和超导有序之间的竞争。我们主要研究了DDW有序对单杂质周围电子态的影响。我们发现,在杂质周围的局域态密度中出现了一个单一的亚带隙共振峰。在幺正极限下,该共振峰的位置总是位于相对于费米能的$E_r=-μ$处。这一结果与纯超导态的情况截然不同,在纯超导态中,杂质的共振能近似地固定在费米能级上。这可以用来探讨铜酸盐中DDW有序的存在。
2001-05-30 cond-mat.supr-con
States of Local Moment Induced by Nonmagnetic Impurities in Cuprate Superconductors
利用d波超导和竞争反铁磁(AF)阶的模型哈密顿量,研究了铜氧化物超导体中由于杂质引起的局域交错磁化强度分布.由此可求出单杂质或双杂质引起的净磁矩。结果表明,由单个杂质诱导的净磁矩对应于一个局域自旋,S_z=0,或1/2取决于AF相互作用和杂质散射的强度。当两个杂质被放置在最近的相邻位置时,净矩总是为零。对于两个单元杂质,在下一个最近的相邻位置处,以及在由Cu离子位置分开的位置处,感生净矩具有S_z=0,或1/2,或1。将讨论这些结果对实验的影响。
2003-05-01 cond-mat.supr-con
Interpretation of Inelastic Neutron Scattering Data Using the Phase Diagram of Hole-Doped Cuprates
讨论了LSCO、YBCO和Bi 2212的非弹性中子散射(INS)数据。在文献中,惯性导航系统的频谱仍然远远没有得到全面的理解。我们表明,本地(Q-积分)的磁化率数据和反铁磁矢量,Q =(p,p)的自旋磁化率的能量依赖性,可以解释通过使用空穴掺杂铜氧化物的相图。我们还分析了与空穴掺杂铜氧化物长程相位相干的序参量有关的共振峰的起源。因此,我们提出了一个解释的中子数据在LSCO,YBCO和Bi 2212发表至今。
1999-11-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
From Mott to not: phenomenology of overdoped cuprates
最近,我们认为,实验数据的超流密度和太赫兹电导率的过掺杂LSCO是兼容的朗道费米液体/巴丁库珀-施里弗描述这些样品,提供掺杂剂内处理“脏$d$ -波理论”作为弱散射体。在这里,我们通过比较LSCO上的比热和热导率数据来测试这些想法,表明该理论在过掺杂区域对于类似的无序参数非常有效。然后,我们在另一个过掺杂的铜酸盐,Tl-2201,被认为是相当“干净”,因为它表现出量子振荡,低剩余极化率和小的超导态索末菲系数研究相同的属性。我们的结果与Tl-2201系统是$\approx 3$倍清洁的一致,部分原因是掺杂剂原子位于离CuO $_2$平面更远的位置。我们的结论是,铜酸盐可以半定量地描述在过掺杂制度的“脏$d$波”理论,受到显着的费米液体重整化,而不引入物理超越朗道BCS范式。
2019-02-21 cond-mat.supr-con
2D orbital-like magnetic order in ${\rm La_{2-x}Sr_xCuO_4}$
在高温铜氧化物超导体中,在两个不同的铜酸盐家族中,在很宽的温度和掺杂区域内,已经确定了与赝能隙相关的新的磁序。我们在这里报告的观察低于120 K的一个类似的磁有序的原型铜酸盐${\rm La_{2-x}Sr_xCuO_4}$(LSCO)系统x=0.085。与以前的报道相比,LSCO中的磁有序是{ \it \bf only}短程的,面内相关长度为$\sim$ 10 μ m,并且是二维的。这种不太明显的顺序表明与其他电子不稳定性的相互作用。特别是,LSCO还表现出以牺牲超导态为代价的条纹有序化的强烈趋势。
2010-05-19 cond-mat.supr-con
Optical conductivity of overdoped cuprates from ab-initio out-of-plane impurity potentials
该研究利用第一性原理超胞DFT杂质势并结合顶点修正计算过掺杂LSCO与Tl-2201的光学电导率,解释顶端氧空位对输运散射的关键作用并预测Tl-2201实验结果。
2023-12-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Suppression of superconductivity in high-$T_c$ cuprates due to nonmagnetic impurities: Implications for the order parameter symmetry
采用精确对角化方法求解二维晶格上的Bogoliubov-de Gennes方程组,研究了掺杂杂质对高温超导体的影响.我们发现,s-波序参量几乎不受杂质在低浓度,而$d_{x^2-y^2}$ -波序参量表现出强烈的线性下降与杂质浓度。我们评估的临界杂质浓度$n_i^c$在超导性停止为0.1,这是在很好的协议与实验值。我们还研究了晶体结构的正交性质如何影响超导性的抑制,并发现各向异性诱导了额外的s波分量。我们的结果支持四元晶系的$d_{x^2-y^2}$波对称性和正交晶系的$s+d_{x^2-y^2}$波对称性.
1998-11-19 cond-mat.supr-con
Universal $T$-linear resistivity and Planckian limit in overdoped cuprates
在接近量子临界点的各种金属中观察到的电阻率与温度的完全线性关系为$T \rightarrow$ 0,这是凝聚态物理学的一个主要难题。在这里,我们表明,$T$ -线性电阻率为$T \rightarrow$ 0是一个通用的属性的铜酸盐,与一个普遍的散射率。我们测量了双层铜氧化物Bi 2212的低温电阻率,发现它表现出与单层铜氧化物Bi 2201,Nd-LSCO和LSCO相同的斜率的$T$ -线性关系,尽管它们的费米表面和结构,超导和磁性非常不同。然后,我们表明,$T$ -线性系数(每CuO $_2$平面),$A_1$,给出的普遍关系$A_1 T_F = h / 2e^2$,其中$e$是电子电荷,$h$是普朗克常数和$T_F$是费米温度。通过假设载流子的散射率1 / $τ$达到普朗克极限,从而$\hbar / τ= k_B T$得到的这个关系不仅适用于空穴掺杂的铜氧化物,而且适用于电子掺杂的铜氧化物,尽管它们的量子临界点的性质和它们的电子关联的强度不同。
2018-05-07 cond-mat.supr-con
Quantum critical point for stripe order: An organizing principle of cuprate superconductivity
自旋密度波量子临界点(QCP)是有机超导体、铁磷族化合物超导体、重费米子超导体和电子掺杂铜酸盐超导体的中心组织原理。它占超导Tc圆顶,非费米液体电阻率,和费米面重建。在QCP上方的磁有序相之外,随着系统远离QCP,散射和配对平行减少。在这里,我们认为,一个类似的情况下,基于条纹顺序QCP,是一个中心的组织原则,空穴掺杂铜酸盐超导体。Eu-LSCO、Nd-LSCO和YBCO的关键性质是自然统一的,包括条序本身、QCP、费米面重构、线性T电阻率和赝能隙相的非线性特征。
2012-04-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic response of nonmagnetic impurities in cuprates
本文提出了掺杂反铁磁体中杂质的局域磁响应理论,并与铜酸盐的正常态有关。它是基于体系统中过阻尼集体模的假设和等时自旋关联在杂质附近仅弱重整化的证据。该理论涉及的近藤的局部磁化率的异常温度依赖性的体磁化率,其中观察到的近藤温度与掺杂的增加反映了交叉到费米液体制度和空间分布的磁化强度是由体反铁磁相关的局部磁化率的行为。
2004-06-04 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
Giant thermal Hall conductivity from neutral excitations in the pseudogap phase of cuprates
铜酸盐的赝隙相的性质仍然是一个主要的谜。虽然有迹象表明,这一阶段打破了各种对称性,但对其基本性质没有达成共识。虽然费米面,运输和热力学签名的赝隙相是一个过渡到一个阶段与反铁磁秩序的回忆,没有证据表明相关的长程磁秩序。在这里,我们报告测量的霍尔热导率$κ_{\rm xy}$在正常状态下的四种不同的铜酸盐(钕-LSCO,铕-LSCO,LSCO,和Bi 2201),并表明,一个大的负$κ_{\rm xy}$信号是一个属性的赝能隙相,出现在临界掺杂$p^*$该阶段的发病。由于它不是由于电荷载流子-因为它在材料成为绝缘体时持续存在,在低掺杂-或磁振子-因为它存在于磁序或声子的情况下-由于偏斜散射非常弱,我们将此$κ_{\rm xy}$信号归因于奇异的中性激发,推测具有自旋手性。铜酸盐赝能隙相中的霍尔热导率让人想起自旋液态绝缘体中发现的热导率。在莫特绝缘体LCO中,它达到了任何绝缘体中已知的最高量级。
2019-01-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Disorder-Induced Static Antiferromagnetism in Cuprate Superconductors
利用模型计算的无序d-波超导体与现场哈伯德排斥,我们展示了如何掺杂无序可以稳定新的国家与反铁磁秩序。我们发现,在有限无序的存在下,创建一个有序的磁状态所需的相关性或杂质势的临界强度降低相比,需要创建一个单一的孤立的磁液滴。这可以解释为什么在像LSCO这样的铜氧化物中,低能探测器已经确定了一种静态磁成分,这种成分在超导状态下仍然存在,而在像YBCO这样的更清洁的系统中,它是不存在的或最小的。最后,我们解决的情况下,名义上干净的LSCO样品在最佳掺杂,这种有序的磁矩是不存在的,但它们可以诱导小浓度的强散射体。
2007-10-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of nonmagnetic impurities on stripes in high-Tc cuprates
我们对含Zn杂质的t-J模型进行了数值精确对角化研究,以阐明Zn杂质与条纹的关系。通过研究含有单一杂质的双空穴\sqrt{18} x \sqrt{18}团簇的空穴-空穴关联函数,我们发现杂质具有稳定垂直电荷条纹的趋势.这种趋势是由于空穴沿着避开杂质而形成的条纹移动的动能的增加而引起的。
2000-12-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Field-induced local moments around nonmagnetic impurities in metallic cuprates
我们认为,在一个强相关的主机金属的缺陷和讨论,在一个奴隶玻色子平均场形式主义的$t-t'-J$模型,诱导的顺磁矩是在附近的网站扩展的形成。我们特别研究了金属带中的杂质,适合于模拟最佳掺杂的铜酸盐,在杂质矩是顺磁性的制度。的形式的局部磁化率作为温度和掺杂的函数被发现同意最近的NMR实验,不包括筛选过程导致的近藤效应。
2007-10-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge Transport Properties of Lightly-Doped Cuprates: Behavior of the Hall Coefficient
本文给出了轻空穴掺杂LSCO和YBCO单晶反铁磁区的ρ_{ab}(T)和R_{H}(T)的行为,重点是R_{H}(T)数据。在这两种体系中,R_{H}在中等温度下几乎恒定,在低温下趋于增加。由于在LSCO和YBCO中观察到了基本相同的ρ_{ab}(T)和R_{H}(T)行为,我们讨论了在轻掺杂区铜酸盐中的面内电荷输运性质是普遍的,并且我们获得的R_{H}(T)数据代表了该区霍尔效应的真实行为。
2002-08-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Diamagnetism and Cooper pairing above $T_c$ in cuprates
在铜氧化物超导体中,能斯特和转矩磁化实验提供了证据,证明在$T_c$处迈斯纳效应的消失是由长程相位相干的损失引起的,而不是对凝聚的消失。本文报道了对$\mathrm{La_{2-x}Sr_xCuO_4}$(LSCO)、$\mathrm{Bi_2Sr_{2-y}La_yCuO_6}$(Bi 2201)、$\mathrm{Bi_2Sr_2CaCu_2O_{8+δ}}$(Bi 2212)和最佳$\mathrm{YBa_2Cu_3O_7}$单晶的一系列转矩磁化测量。一些测量是在高达45 T的磁场中进行的。聚焦于上述$T_c$的磁化强度,我们发现,抗磁性项$M_d$出现在一个起始温度$T^M_{onset}$高于$T_c$。我们构建了LSCO和Bi 2201的相图,并表明$T^M_{onset}$与涡旋能斯特信号$T^ν_{onset}$的起始温度一致。我们的研究结果提供了热力学证据,反对最近的建议,高温能斯特信号LSCO来自准粒子的贡献在一个电荷有序状态。
2009-12-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Two nonmagnetic impurities in the DSC and DDW state of the cuprate superconductors as a probe for the pseudogap
数值研究了d波超导(DSC)态和d密度波(DDW)态中两个双异质结杂质之间的量子干涉。在所有的计算中,我们包括隧道通过激发态从CuO $_2$平面的生物层探测的STM尖端。与单杂质情况相比,系统地研究双杂质局域态密度的调制可以区分DSC态和DDW态。如果赝能隙相位的起源是由预形成的对或DDW顺序引起的,这是重要的。此外,在DSC状态下,对两种杂质的LDOS的研究为潜在散射模型与更强相关模型提供了进一步的测试。
2003-07-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Rotated stripe order and its competition with superconductivity in La$_{1.88}$Sr$_{0.12}$CuO$_4$
我们报道了在La $_{1.88}$ Sr $_{0.12}$ CuO $_4$(LSCO)中观察到的体电荷调制,其特征面内波矢为(0.236,$\pm δ$),其中$δ$ =0.011 r.l.u.有序波矢的横向位移表明存在旋转的电荷条纹有序,表明电荷有序不是钉扎到Cu-O键方向。在冷却通过超导过渡,我们发现一个突然的变化,在增长的电荷相关性和抑制的电荷序参量表明两个有序之间的竞争。因此,正交LSCO有助于弥合先前在四斜晶系“214”铜酸盐和正交钇和铋基铜酸盐中观察到的行为之间的明显差异,从而有力地支持了在所有铜酸盐家族中存在电荷有序的共同基序的想法。
2014-04-16 cond-mat.supr-con
Anomalous Temperature Dependence of Spin Susceptibility around a Nonmagnetic Impurity in High-Tc Cuprate Superconductors
本文研究了高温超导体中掺杂杂质的局域磁性质。考虑了一个具有强反铁磁自旋涨落的二维d波超导体模型,计算了杂质周围的自旋磁化率。我们发现,均匀的磁化率,这通常是抑制在自旋单重态超导性,是增强在低温下周围的杂质时,杂质散射的幺正极限。当杂质势在空间上扩展时,这种反常行为更加显著,并且AF自旋涨落更强。作为这一现象的根源,我们指出(1)杂质周围的低能束缚态和(2)将AF自旋涨落与均匀磁化率联系起来的模-模耦合效应的重要性。我们的结果可以解释最近在YBa_2(Cu_{1-x} Li_x$)_3 O_{6+y}中观察到的Li的Knight位移随温度变化的反常现象。
2002-01-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fate of charge order in overdoped La-based cuprates
本研究利用高分辨 RIXS 系统考察 LSCO 与 LESCO 的电荷关联,发现长程条纹序在 xc=0.15 的量子临界点转为短程关联,并归因于电子—声子耦合。
2022-06-14 cond-mat.supr-con
Magnetic Field Tuning of Parallel Spin Stripe Order and Fluctuations near the Pseudogap Quantum Critical Point in La$_{1.36}$Nd$_{0.4}$Sr$_{0.24}$CuO$_4$
在单层空穴掺杂的铜酸盐体系La $_{1.6-x}$ Nd $_{0.4}$ Sr $_x$ CuO $_4$(Nd-LSCO)中,在$x$ = 0.23附近存在一个量子临界点,这是理解高温超导性的一个组织原理。我们早期在最佳和高掺杂的Nd-LSCO上的中子衍射工作揭示了静态平行自旋条纹存在于QCP之外,并且稍微超出,在$x$ = 0.24和0.26处。我们研究更密切的平行自旋条纹序参数在Nd-LSCO在零磁场和外地高达8 T的H // c在这些单晶。在早期的研究中,在较低的掺杂,我们观察到,H //C超过$\sim$ 2.5 T消除了与平行自旋条纹的不相称的准布拉格峰。但是这种弹性散射并没有被场破坏,而是转移到相称的{ \textbf{Q} = 0}布拉格位置,这意味着参与自旋条纹的自旋已经被极化。在高场非弹性中子散射测量表明,在低能量,平行的自旋条纹波动和证据的自旋间隙,$Δ_{spin}$ = 3 $\pm$ 0.5毫电子伏特的Nd-LSCO与$x$ = 0.24的增加。这被证明是一致的自旋间隙测量超导T $_C$的函数在五个不同的家庭的铜酸盐超导体,它遵循近似的线性关系,$Δ_{spin}$ = 3.5 k $_B$ T $_C$。
2022-04-22 cond-mat.supr-con
Influence of incommensurate dynamic charge-density wave scattering on the line shape of high-T$_c$ cuprates
我们发现,超导La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$(LSCO)和Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$(Bi 2212)的谱线形状可以很好地用载流子与集体无公度电荷密度波(CDW)激发的耦合来描述.我们的研究结果表明,除了反铁磁(AF)的波动,低能量CDW模式也可以有助于所观察到的倾角驼峰结构的Bi 2212光电发射光谱。在欠掺杂的LSCO的情况下,我们提出了一个可能的解释ARPES数据的波动条纹的网格图案的电荷和自旋散射方向偏离$α=π/4$。在这种情况下,我们发现,沿$(0,0) \to (π,π)$的光谱强度强烈抑制与最近的光电发射实验一致。此外,无公度的电荷密度波散射导致$(π,0)$附近的准粒子峰显著展宽。
2000-11-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pseudogap temperature $T^\star$ of cuprate superconductors from the Nernst effect
我们利用能斯特效应描绘了铜氧化物超导体温度掺杂相图中赝能隙相的边界。本文给出了YBaPDMATHABMN CuPDMATHABMO O $_{y}$(YBCO),$_{1.8-x}$ EuPDMATHABMR SrPDMATHABMS CuO $_4$(Eu-LSCO)和$_{1.6-x}$ Nd $_{0.4}$ SrPDMATHABMS CuO $_4$(Nd-LSCO)的能斯特系数$ν(T)$的新数据,并与包括LaPDMATHABMW SrPDMATHABMS CuO $_4$(LSCO)在内的已有数据进行了比较。温度$T_ν$在$ν/T$偏离其高温行为被发现与电阻率偏离其线性- $T$的依赖性,我们采取的定义的赝隙温度$T^\star$ -在协议中检测到的ARPES数据的间隙开放的温度相一致。我们跟踪$T^\star$作为掺杂的函数,发现它在所有四种材料中相对于$p$线性降低,在三种基于LSCO的铜酸盐中具有相同的值,而不管它们的不同晶体结构。在低$p$,$T^\star$是高于在欠掺杂的铜氧化物中观察到的各种订单的起始温度,这表明这些订单是二次不稳定性的赝隙相。从$T^\star(p)$到$p=0$的线性外推得到$T^\star(p\to 0)\simeq T_N(0)$,这是在$p=0$处反铁磁序开始的内尔温度,表明赝能隙和反铁磁性之间存在联系。随着$p$的增加,$T^…
2018-02-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong charge fluctuations manifested in the high-temperature Hall coefficient of high-T_c cuprates
通过测量La_2CuO_4、Pr_{1.3} La_{0.7} CuO_4和La_{2-x} Sr_xCuO_4(LSCO)中1000 K以下的霍尔系数R_H,发现在高温下x = 0 - 0.05时,LSCO中的R_H随温度的变化无疑意味着载流子被热激活的能隙,这又表明,在轻掺杂铜氧化物中,在高温下存在强电荷波动,并且载流子数不是常数。在较高掺杂(x = 0.08 - 0.21)时,高温R_H(T)行为定性上是相同的,只是温度依赖性变弱,我们试图用唯象双载流子模型来理解它的行为,其中热激活被认为是两个物种中的一个。尽管该模型的粗糙性质,我们的分析给出了一个合理的帐户R_H在高温和在0 K的广泛的掺杂,表明在一个间隙的电荷波动仍然是重要的高温在LSCO深入到超导掺杂制度。此外,我们的模型提供了一个角度来理解表面上矛盾的高温行为的R_H和面内电阻率接近最佳掺杂在一个一致的方式。最后,我们讨论了可能的影响,我们的结果等问题的散射时间分离和大的赝能隙。
2006-12-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dynamics of the Local Moment Induced by Nonmagnetic Defects in Cuprates
本文研究了$_2$ O $_3$正常态中Li取代平面Cu所引起的磁缺陷的自旋动力学。用近邻的$^{89}$ Y { \it}和$^7$ Li NMR自旋晶格弛豫探测了Li附近的耦合Cu磁矩的涨落。数据表明,磁扰动波动作为一个单一的实体与相关时间$τ$的规模与当地的静态磁化率。这种行为让人联想到传统金属中磁性杂质的低$T$近藤态。令人惊讶的是,它延伸到远高于“近藤”温度的掺杂不足的赝隙的情况下。
2000-06-12 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
Anomalous electronic susceptibility in Bi2Sr2CuO6+d and comparison with other overdoped cuprates
报道了过掺杂Bi_2Sr_2CuO_6 +d粉末的磁化率随氧掺杂量d和温度T的变化。证实了自旋磁化率随T的增加而减小。在足够高的温度下,自旋极化率Chi_s呈现出一种不寻常的线性温度依赖关系Chi_s ~ Chi_s0 -Chi_1T。此外,随着空穴浓度的增加,Chi_1和Chi_s0之间呈现线性相关性。独立于空穴掺杂的温度Tchi表征这种缩放。在相同的过掺杂范围内,与文献中的其他铜酸盐(LSCO,Tl-2201和Bi-2212)的比较显示出与上述结果的相似性。这些非传统的金属特征将在一个单一的窄能带结构方面进行讨论。
2002-06-17 cond-mat.supr-con
Effect of impurity states on the NMR spectra of high-$T_c$ cuprates
在d波超导态中,强的杂质能诱导出共振态。就磁性而言,这种共振态的行为实际上类似于自由矩。在低于$T_{c}$的中间温度范围内,它会导致类似居里-外斯的磁化率。从杂质磁化率出发,推导出了共振态的有效矩,并与实验进行了比较。共振对磁化率的贡献可以解释过掺杂高$T_c$材料NMR谱的主要特征。在欠掺杂区,共振对磁化率的贡献也很大,但共振的有效磁矩小于由掺杂杂质引起的总磁矩。
2004-12-23 cond-mat.supr-con
Effect of pressure on the pseudogap and charge-density-wave phases of the cuprate La$_{1.6-x}$Nd$_{0.4}$Sr$_x$CuO$_4$ probed by thermopower measurements
本文报道了在流体静压下对铜氧化物超导体La $_{1.6-x}$ Nd $_{0.4}$ Sr $_x$ CuO $_4$(Nd-LSCO)的热电势测量结果。使用新开发的适用于高压和高场的交流热功率测量技术,我们跟踪了塞贝克系数$S$的压力演化。在环境压力和低温下,最近发现在赝能隙临界掺杂$p^{\star} = 0.23$下,$S/T$在Nd-LSCO中突然增加,这与载流子密度$n$从高于$p^{\star}$的$n = 1 + p$下降到低于$n = p$一致。在2.0 GPa的压力下,我们观察到$S/T$的这种跳跃被抑制。这证实了先前基于电阻率和霍尔效应的压力研究,该研究发现了$dp^{\star}/dP \simeq - 0.01$空穴/GPa,从而加强了这种效应是由van Hove点的压力诱导位移驱动的解释。这意味着赝能隙只存在于费米面是类孔的情况下,这对赝能隙相的理论提出了很强的限制。我们还报告的热电势测量Nd-LSCO和La $_{1.8-x}$ Eu $_{0.2}$ Sr $_x$ CuO $_4$在电荷密度波相位附近的$p \sim 1/8$,这表明该阶段的压力下减弱。
2020-12-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strongly-overdoped La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$: Evidence for Josephson-coupled grains of strongly-correlated superconductor
对于铜酸盐在大空穴掺杂下超导性如何消失的解释一直存在争议。为了解决这个问题,我们提出了一个实验研究的单晶和薄膜样品的La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$(LSCO)与$x\ge0.25$。特别是,测量与$x=0.25$ LSCO晶体的体磁化率表明在$T_{c1}=38.5$ K的抗磁性的开始,与一个尖锐的过渡到一个阶段,在$T_{c2}=18$ K,独立的字段方向与全体屏蔽。引人注目的是,面内电阻率仅在$T_{c2}$处变为零。$x=0.25$晶体上的非弹性中子散射证实了与较低掺杂水平相比强度降低的低能量无公度磁激发的存在。自旋能隙与$T_{c2}$的比值非常大。我们的研究结果是一致的强烈过掺杂的铜酸盐的斯皮瓦克,Oreto和Kivelson,其中超导性最初开发的断开的自组织颗粒内的特点是减少空穴浓度,与体超导性发生后,超导性是由邻近效应引起的周围介质中的空穴浓度较高。除了超导到金属的过渡,局部微分电导测量的LSCO薄膜上的配对相关的区域生存,但太稀,以支持超导秩序。未来的实验将需要测试的程度,这些结果适用于过掺杂铜酸盐一般。
2022-12-21 cond-mat.supr-con
Diamagnetism of real-space pairs above Tc in hole doped cuprates
Lu Li等人[Phys.Rev.B81,054510(2010)]报道的非线性正常态抗磁性显示出与在电阻性临界温度以上的广受好评的库珀配对和涡旋液体不相容。相反,它与实空间组成玻色子的正常态朗道抗磁性完全兼容,朗道抗磁性描述了在整个可用磁场范围内,各向异性较小的铜酸盐La-Sr-Cu-O(LSCO)和Y-Ba-Cu-O(YBCO)以及强各向异性铋基铜酸盐的非线性磁化曲线。
2010-05-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Seebeck coefficient in a cuprate superconductor: particle-hole asymmetry in the strange metal phase and Fermi surface transformation in the pseudogap phase
我们报告的Seebeck效应的测量在$ab$平面($S_{\rm a}$)和沿$c$轴($S_{\rm c}$)的铜酸盐超导体La $_{1.6-x}$ Nd $_{0.4}$ Sr $_{x}$ CuO $_4$(Nd-LSCO),在磁场足够大,以抑制超导性下降到低温。我们使用Seebeck系数作为探针的电子结构的粒子-空穴不对称性的赝隙临界掺杂$p^{\star} = 0.23$。在赝能隙相之外,在$p = 0.24 > p^{\star}$处,我们观察到正的且基本上各向同性的塞贝克系数为$T \rightarrow 0$。$p = 0.24$的$S > 0$与预期不符,因为Nd-LSCO的电子能带结构高于$p^{\star}$及其已知的类电子费米表面。我们可以用依赖于能量的散射率和粒子-空穴的不对称性来调和这一观察结果,这可能源于$p^{\star}$之上的铜氧化物的非费米液体性质。在赝能隙相内,对于$ p < p^{\star}$,$S_{\rm a}$如先前报道的那样在低温下升高,这与从其它输运性质推断出的载流子密度$n$在$p^{\star}$上从$n \simeq 1 + p$下降到$n \simeq p$一致。与此形成鲜明对比的是,低温下的$S_{\rm c}$在低于$p^{\star}$时变为负值,这是赝能隙相的一个新特征。$S_{\rm c}$的突然下降揭示了N…
2021-12-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gradual emergence of superconductivity in underdoped LSCO
本研究通过三轴中子散射揭示了强欠掺杂 LSCO 中低能磁涨落与超导电性的直接竞争,发现二维超导电性对磁场的响应类似体超导体,为铜氧化物中超导电性的渐进出现提供了直接证据。
2022-11-03 cond-mat.supr-con
Effects of next-nearest-neighbor hopping $t^{\prime}$ on the electronic structure of cuprates
测量了欠掺杂和轻掺杂Bi $_{2-z}$ Pb $_z$ Sr $_2$ Ca $_{1-x}$ { \it R} $_{x}$ Cu $_2$ O $_{8+y}$($R=$ Pr,Er)(BSCCO)的光电子能谱,并与La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$(LSCO)的光电子能谱进行了比较.绝缘BSCCO的较低哈伯德带,如Ca $_2$ CuO $_2$ Cl $_2$,显示出比La $_2$ CuO $_4$更强的从${\bf k}\sim$($π/2,π/2$)到$\sim$($π,0$)的色散。在${\bf k}\sim$($π,0$)处的平带通常在BSCCO中较深。这些观察结果与费米面形状和化学势位移一起表明,单带模型的次近邻跳跃$|t^{\prime}|$在BSCCO中比在LSCO中大,并且$|t^{\prime}|$而不是超交换$J$影响赝能标。
2003-12-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Incommensurate magnetism in cuprate materials
在低掺杂区,在LSCO中观察到无公度磁相。通过复合算符方法,我们证明了单带二维哈伯德模型描述了实验情况。在高掺杂区,实验是不可用的,由于费米能级附近的范霍夫奇点的不可逆性被压低。预测了超导体的不可磁化率振幅与临界温度之间的比例关系,表明超导性与无公度磁性之间存在着密切的关系。
1997-03-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Damped spin excitations in a doped cuprate superconductor with orbital hybridization
用共振非弹性X射线散射(RIXS)方法研究了轻微欠掺杂La $_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuO $_4$(LSCO)与$x=0.12$和$0.145$的过阻尼自旋激发.研究了三个高对称方向:(1)波腹$(0,0)\rightarrow (1/2,0)$,(2)波节$(0,0)\rightarrow (1/4,1/4)$和(3)连接这两个方向的区域边界方向$(1/2,0)\rightarrow (1/4,1/4)$。过阻尼激励沿(1)和(3)表现出很强的色散,而沿(2)则表现出较弱的色散。这与未掺杂的化合物La $_{2}$ CuO $_4$(LCO)形成强烈对比,其中沿着(1)和(2)发现最强的色散。用于解释LCO的激发光谱的$t-t^{\prime}-t^{\prime\prime}-U$ Hubbard模型预测$-$为常数$U/t$ $-$,沿着(3)的分散与$(t^{\prime}/t)^2$成比例。然而,使用单带模型在LSCO上提取的对角跳跃$t^{\prime}$是低的($t^{\prime}/t\sim-0.16$)并且随着掺杂而降低。因此,我们调用了一个双轨道($d_{x^2-y^2}$和$d_{z^2}$)模型,这意味着$t^{\prime}$增强。这种效应的作用,以提高区域边界内的扩散哈伯德模型。因此,我们得出结论,$d_{x^2-y^2}$和$d_{z…
2017-06-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-destructive characterisation of dopant spatial distribution in cuprate superconductors
在研究超导性时,对所研究样品进行适当的表征至关重要,因为杂质和掺杂不均匀性会影响所测量系统的物理特性。我们提出了一种方法,其中极化中子成像设置利用旋进的自旋极化中子在超导样品中的存在下,在空间上映射出超导和非超导状态之间的相变的临界温度。我们证明了这种方法的超导晶体的原型高温超导体(La,Sr)$_2$ CuO $_4$。的结果,这是由互补的磁化率测量支持,表明该方法能够解决在整个长度的LSCO晶体,在锶掺杂的不均匀性所造成的转变温度的微小变化。
2020-06-02 cond-mat.supr-con
Importance of the Electron-Phonon Interaction with the Forward Scattering Peak for Superconducting Pairing in Cuprates
讨论了与ARPES、隧道效应、光学和中子散射测量有关的基本实验事实。这些结果为高温超导铜酸盐的电子-声子相互作用(EPI)在配对机制中的相关性提供了证据。基于t-J模型中的1/N展开方法,讨论了强关联及其对EPI影响的可控理论。强关联使EPI和其它电荷涨落性质(通过引入杂质散射)重整化,在有效相互作用中出现前向散射峰(FSP)。HTSC铜酸盐EPI中的发音FSP调和了许多令人困惑的结果。EPI与FSP的理论给出了s-和d-波配对通道中的耦合在最佳空穴掺杂附近和之下具有相同的量值。铜酸盐中杂质散射势中的FSP对d波配对的稳定性有重要影响。用这个理论解释了超导态中的ARPES扭折、节点和反节点的同位素效应以及弹性杂质散射的坍缩。这也解释了为什么在超导态下结扭不发生位移,而反结扭位移了最大超导能隙。在EPI的FSP系统中,除了经典的相位涨落外,还存在库珀对的内部涨落,对赝能隙产生额外的贡献。
2006-06-02 cond-mat.supr-con
Combined potential and spin impurity scattering in cuprates
本文提出了考虑动量相关杂质势的各向异性超导体中磁杂质散射和磁杂质散射的组合理论。应用该模型的d-波超导态,我们得到了定量的协议与初始抑制的临界温度由于Zn和Ni的替代,以及电子辐照缺陷的铜酸盐。我们认为,锌和镍的不平等的成对断裂效应可能与这些杂质引起的不同性质的磁矩有关。
2000-11-26 cond-mat.supr-con
Anomalies in the superconducting dome of the Bi-cuprates
我们报告表征结果的能量色散X射线分析和交流敏感性的统计相关数量的单层铋铜酸盐单晶。我们发现,两个结构上完全不同的修改的单层铋铜酸盐,即(La,Pb=0.4)-Bi 2201和La-Bi 2201,表现出异常的超导转变温度在一定的空穴掺杂,例如在1/8孔每铜。这些掺杂值与Komiya等人在LSCO随温度变化的电阻中发现的“魔法掺杂分数”一致。这组新的发现表明,所有这些异常对于空穴掺杂的高温超导体都是通用的。
2010-12-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Comment on "Influence of Pair Breaking and Phase Fluctuations on Disordered High Tc Cuprate Superconductors"
结果表明,考虑到电子和磁散射体对Tc的综合影响和/或关于非纯d波序参量的假设,可以在AG类对破缺理论中定量解释Y-123单晶中电子辐照诱导超导抑制的实验数据,而不诉诸相位涨落效应。
2004-10-20 cond-mat.supr-con
Effect of strain-induced electronic topological transitions on the superconducting properties of LaSrCuO thin films
本文提出了一个Ginzburg-Landau唯象模型,描述了四元高温超导铜氧化物的临界温度与微观应变的关系。这样一个模型是在与实验结果一致的LSCO下外延应变,以及与流体静压的Tc依赖于大多数铜酸盐。特别是,一个非单调的依赖Tc的静水压力,以及在平面或顶端的微应变,推导出来。从微观的角度来看,这样的结果可以理解为由于接近电子拓扑跃迁(ETT)。在LSCO的情况下,我们认为,这样的ETT可以驱动的应变引起的修改的能带结构,在恒定的空穴含量,在与掺杂引起的ETT的差异,通常假设。
2002-01-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nuclear spin-lattice relaxation rate and nonmagnetic pair-breaking effect in electron-doped Pr_{0.91}LaCe_{0.09}CuO_{4-y}: Signature of highly anisotropic s-wave gap
我们数值计算了各向异性s波带隙下超导态的核自旋-晶格弛豫率。通过考虑电子-声子耦合,我们计算的Rs为传统的s波超导体,铟,是在定量协议与实验数据具有明确的Hebel-Slichter峰。与此相反,通过使用高度各向异性的s-波间隙推断的磁穿透深度和扫描隧道显微镜,我们计算的Rs曲线的电子掺杂的Pr_{0.91} LaCe_{0.09} CuO_{4-y}显示没有Hebel-Slichter峰,与实验数据一致。最后,所观察到的弱的双破效应提供了明确的证据,高度各向异性的s-波间隙在此欠掺杂的铜酸盐。
2010-03-29 cond-mat.supr-con
The spectral weight of hole doped cuprates across the pseudogap critical point
铜氧化物高温超导体的一个最广泛讨论的特点是在正常状态下的赝能隙的存在。最近的运输和比热测量揭示了一个突然的转变,在pseudogap临界点,表示为p*,其特征在于载流子密度下降和强烈的质量增强。为了更详细地说明p* 处的这种转变,我们在正常状态下对铜酸盐超导体La 2-xSrxCuO 4(LSCO)和La 1.8-xEu0.2SrxCuO 4(Eu-LSCO)进行了低温红外光谱,掺杂含量跨越赝能隙临界点p*(p = 0.12至0.24)。通过复光学电导率,我们可以提取由于准粒子相干运动而产生的窄Drude峰的光谱权重K*,以及由于准粒子与多体系统的集体激发耦合而产生的中红外(MIR)带内的光谱权重KMIR。K* 小于能带计算预测值的三分之一,并且KMIR形成作为掺杂的函数的圆顶。我们观察到一个平滑的掺杂K* 通过p* 的依赖性,并证明这是一致的载流子密度和质量增强的观察到的掺杂依赖性。我们认为,超导圆顶是两个相反的趋势,即增加准粒子的密度和减少其耦合的集体激发作为一个功能的掺杂的汇合的结果。
2021-10-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Superconducting and Pseudogap Phase Diagram of High-Tc Cuprates
我们推导出解析表达式的超导(SC)和赝隙(PG)相的高Tc铜酸盐,这是在良好的协议与单层材料,如LSCO,Bi 2201和Hg 1201的实验数据的临界温度。我们的有效哈密顿量,定义在由$p_x$和$p_y$轨道与$3d$铜轨道交替杂交形成的氧正方形子晶格中,为SC和PG序参数的$d_{x^2-y^2}$对称性提供了统一的解释。吸引力和排斥力的相互作用涉及两个不同的子晶格的空穴,可以从自旋费米子模型中推导出来。最佳掺杂发生在化学势为零时。对于$N$ -层状铜酸盐,可以简单地理解$N$的最佳温度的生长,以及SC和AF圆顶的趋势。我们的最佳SC转变温度的结果与$Bi$和$Hg$家族的$N=2$材料的实验非常一致。对于$N=3$,一致性仍然令人满意,而对于$N>3$,一致性变差。这些事实的解释,使我们能够提出一种方法,提高铜酸盐的临界SC温度。
2019-02-08 cond-mat.supr-con
Fermi-surface transformation across the pseudogap critical point of the cuprate superconductor La$_{1.6-x}$Nd$_{0.4}$Sr$_{x}$CuO$_4$
在磁场高达$H = 37.5$ T的情况下,测量了四元单层铜氧化物Nd-LSCO的电阻率$ρ$和霍尔系数R $_H$,磁场足够大,可以在$T \to 0$处达到正常态,对于穿过$p^\star = 0.235$处的赝能隙临界点的紧密间隔掺杂$p$。低于$p^\star$,这两个系数在低温下表现出上升,这随着$p$的降低而变得更加明显。两者合计,这些上升表明,正常状态下的载流子密度$n$在$T = 0$进入赝能隙阶段后下降。定量,从$p = 0.24$处的$n = 1 + p$到$p = 0.20$处的$n = p$。相比之下,迁移率并没有明显的变化,如所揭示的磁阻。过渡具有掺杂的宽度和一些内部结构,由此R $_H$比$ρ$更慢地响应于赝能隙的打开。我们将这种差异归因于费米表面,它支持类空穴和类电子载流子的间隔$0.2 < p < p^\star$,与补偿贡献R $_H$。我们的数据是在最近的高场数据YBCO和LSCO非常一致。三种不同铜酸盐的定量一致性表明,从$1 + p$到$p$的载流子密度下降是$T=0$处赝能隙跃迁的普遍特征。我们讨论了这些发现的pseudogap阶段的性质的影响。
2017-07-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum Monte Carlo study of a nonmagnetic impurity in the two-dimensional Hubbard model
为了研究强关联系统中双金属杂质的影响,对含单金属杂质的二维哈伯德模型进行了量子蒙特卡罗(QMC)模拟.使用裸露的杂质势,这是现场和有吸引力的,磁性和单粒子的性能进行了计算。QMC结果表明,由于短程反铁磁关联,杂质位附近的奈特位移响应产生了巨振荡。这些结果对解释Li和Zn取代的层状铜酸盐的NMR数据是有用的。
2003-08-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con