Absence of Luther-Emery Superconducting Phase in the Three-Band Model for Cuprate Ladders
层状铜氧化物超导性的相关电子理论通常从接近超导态的带隙自旋液相的前提出发。这一假设是合理的基础上的超导路德-金刚砂相在掺杂的2-腿的一个频带哈伯德阶梯的分析和数值演示,以及耦合的梯子和二维CuO 2层之间的感知类比。我们从精确的密度矩阵重整化群研究中证明了在由铜和氧组成的掺杂的两腿三带梯中不存在超导Luther-Emery相,即使在未掺杂的三带梯中自旋能隙很大。对于现实的氧-氧跳跃和哈伯德排斥的氧原子,密度密度,而不是配对的相关性是占主导地位的在长距离。无论计算中是否包括梯子本身之外的氧,也就是梯级和腿部氧之上的氧,这个结果都同样有效。这些结果证明了氧轨道的重要性,并对许多现有的超导相关电子理论的适用性提出了令人不安的问题。
2021-09-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Raman Response of Magnetic Excitations in Cuprate Ladders and Planes
通过比较计算得到的铜酸盐自旋梯化合物中的两个三重子喇曼线形与原型化合物SrCu_2 O_3(Sr_(123))、Sr_(14)Cu_(24)O_(41)(Sr_(14))和La_6Ca_8 Cu_(24)O_(41)(La_6Ca_8)的喇曼线形,得到了一个统一的磁激发喇曼响应图像。两腿阶梯的理论模型包含海森堡交换耦合J_parallel和J_perp以及附加的四自旋相互作用J_cyc。在这个模型中,Sr 123和Sr 14可以用x:=J_parallel/J_perp=1.5,x_cyc:=J_cyc/J_perp=0.2,J_perp ^Sr 123 =1130 cm^-1和J_perp ^Sr 14 =1080 cm^-1来描述。La 6Ca 8的耦合系数为x=1.2,x_cyc=0.2,J_perp^La6Ca8=1130 cm^-1。与未掺杂的二维铜酸盐相比,梯形材料中意外的尖锐的两个三重子峰可以追溯到在横档和腿方向上的磁交换的各向异性。与各向同性阶梯得到的结果,我们计算拉曼线形状的二维正方形晶格使用的玩具模型组成的垂直和水平的阶梯。这些结果与拉曼实验的二维铜酸盐R2 CuO 4(R=La,Nd),Sr 2CuO 2Cl 2,和YBa 2Cu 3 O(6+ δ)的直接比较产生了很好的协议占主导地位的两个三重子峰。我们的结论是,短程量子涨落占主导地位的磁拉曼响应,梯子和飞机…
2005-08-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Crossover from the 2D Heisenberg to the 1D Quantum Spin Ladder Regime in Underdoped High Tc Cuprates
高Tc铜氧化物正常态性质的神秘标度行为已经通过假设从二维海森堡(2D-H)到一维自旋梯(1D-SL)区域的交叉在温度T=T* 下发生来解释。当T<T* 时,量子一维输运的特征非弹性长度L_phi完全由偶链SL的磁关联长度xi_m控制;当T> T* 时,量子二维输运的特征非弹性长度L_phi由偶链SL的磁关联长度L_phi=xi_m=exp(J/T)$控制。因此,在欠掺杂(p<p_opt)高Tc中发现的赝能隙是偶数链1D-SL中的自旋能隙Δ(p)。
1998-02-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum oscillations from `open' Fermi surface in quasi-one-dimensional lattices: Application to YBa2Cu3O6 cuprates, organic salts, ladder compounds, and related systems
根据著名的Onsagar-Lifshitz范式,Shubnikov de-Haas和de-Haas van Alphen(SdHvA)振荡的观察表明,在体中存在“闭合”轨道费米面。我们提出了一个基于实空间的计算SdHvA振荡在广义准一维晶格放松的准经典近似嵌入在这个几十年的老Onsagar-Lifshitz范式。我们发现,相当大的量子振荡可以产生从'开放'费米表面,只要回旋轨道可以形成在现实空间中有限的,但不一定相等,电子跳跃沿x和y方向。我们的结果定量地解释了各种准一维材料中令人困惑的SdHvA振荡的出现,包括YBa_2Cu_3O_6铜酸盐的链态,有机材料,各种梯形化合物,弱耦合线性链,或量子线,和其他相关系统。
2016-02-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Three-Dimensional Multiband d-p Model of Superconductivity in Spin-Chain Ladder Cuprate
本文研究了Cu $_2$ O $_3$ -梯形层和CuO $_2$ -链层交替堆叠的三维多带d-p模型中的超导性,作为超导自旋链梯形铜氧化物的模型。发现$p_z$ -类波三重态超导性是最稳定的,它对层间耦合的依赖性可以解释实际超导自旋链梯形铜氧化物中超导转变温度对压力的依赖性。如果空穴从链层到梯形层的转移速率能够超过典型的转移速率,则可以增强超导性。
2010-04-16 cond-mat.supr-con
Cooper-Pair Localization in the Magnetic Dynamics of a Cuprate Ladder
本研究结合中子能谱与数值计算,发现铜氧化物梯状化合物中掺杂空穴形成局域库珀对,揭示了额外最近邻吸引相互作用在电荷配对中的关键作用,对理解二维铜氧化物超导机制具有参考价值。
2025-01-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A light-induced charge order mode in a metastable cuprate ladder
Harvard University(哈佛大学);Emory University(埃默里大学);Brookhaven National Laboratory(布鲁克海文国家实验室);University of Notre Dame(圣母大学);Paul Scherrer Institute(保罗谢勒研究所)
研究通过光激发铜酸梯Sr₁₄Cu₂₄O₄₁观察到电荷序模式,揭示了相关载流子在有限动量下获得它inerant特性,电荷序动态波动的机制。
2025-10-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Beyond-Hubbard pairing in a cuprate ladder
结合共振非弹性 X 射线散射与 DMRG 计算,研究发现 Sr$_{14}$Cu$_{24}$O$_{41}$ 中超越 Hubbard 模型的最近邻吸引相互作用显著增强类 d 波空穴配对。
2025-01-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Possible counterintuitive enhancement of superconductivity in ladder-type cuprates by longitudinal compression
从理论上研究了梯形铜氧化物超导体的单轴形变效应。基于第一性原理计算的模型构建表明,当晶格在纵向(腿)方向上被压缩时,最近邻跳跃的横档腿比反直觉地增加。这导致超导转变温度的增强,这在横档方向上压缩时直观地是预期的。这种趋势可以追溯到Cu $4s$和Cu $d_{x^2-y^2}$轨道之间的原位杂化,其在晶格变形时变化并改变符号。
2020-02-16 cond-mat.supr-con
New results for the t-J model in ladders: Changes in the spin liquid state with applied magnetic field. Implications for the cuprates
本文给出了均匀磁场作用下t-J模型的对角化精确计算。对2 × L梯形(L= 8,10,12)和4 × 4正方形团簇(1孔和2孔)的研究结果表明,在垂直磁场作用下的反磁性响应倾向于在自旋背景中诱导自旋液态.磁场增强了两条腿阶梯的零场自旋液态:对于1和2个空穴,当J/t达到0.6时,观察到梯级反铁磁关联显著增加。在阶梯中也清楚地观察到对断裂,并且似乎部分与零场对周围的自旋相关中的场促进的变化有关。在4 × 4团簇中,数值结果表明,场诱导自旋液态与零场反铁磁短程有序竞争,高掺杂和小J/t值有利于自旋液态.值得注意的是,场效应也可以在具有1个和2个孔的2x2元胞中观察到。这开辟了获得对效果的定性理解的可能性。
2004-12-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge collective modes in an incommensurately modulated cuprate
我们报告的第一次测量集体电荷模式的绝缘Sr14Cu24O41使用非弹性共振x射线散射在整个布里渊区。我们的结果表明,在电荷间隙边缘的强烈激发模式主要来源于包含阶梯的平面子结构。观察到的梯形模式(E与Q)被发现是分散的动量转移沿“腿”,但几乎本地化沿“横档”。色散和峰宽特性与一维莫特绝缘体的电荷谱相似,并且我们证明了我们的结果可以在强耦合极限(U >> t_{ladder} > t_{chain})下理解。观察到的行为是在显着的对比,在大多数二维铜酸盐的电荷谱。相当普遍的,我们的结果还表明,动量可调性的非弹性散射可以用来解决模式的贡献,在多组分无公度系统。
2006-12-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A spatial interpretation of emerging superconductivity in lightly doped cuprates
最近由Kohleman等人通过扫描隧道显微镜观察到的包括交替的“空穴丰富”和“空穴贫乏”阶梯的域的形成,轻孔掺杂的铜酸盐,被解释在一个有吸引力的机制,有利于存在掺杂的孔位于每个氧原子的一侧上的Cu网站。这种机制导致交替的空穴丰富和空穴贫乏的阶梯的几何图案的周期性等于4倍的晶格间距在CuO平面中,如实验观察到的。引用这篇文章:G. Deutscher,P. G. de Gennes,C. R. Physique 8(2007).
2008-04-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pairing and charge distribution in Emery ladders preserving the ratio of Cu to O atoms
Leibniz Universität Hannover(汉诺威莱布尼茨大学)
本研究通过Emery模型探讨铜氧比例保持的梯形结构中电荷分布与配对相关性的关系。
2026-09-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
NMR and NQR study of pressure-induced superconductivity and the origin of critical-temperature enhancement in the spin-ladder cuprate Sr$_2$Ca$_{12}$Cu$_{24}$O$_{41}$
利用核磁共振(NMR)研究了自旋梯型铜酸盐Sr $_2$ Ca $_{12}$ Cu $_{24}$ O $_{41}$在最佳压力3.8 GPa下的压力诱导超导电性.压力的应用导致从自旋能隙状态的费米液体状态在温度高于$T_c$的过渡变化。弛豫速率$1/T_1$在起始压力下表现出激活型行为,而在最佳压力下,类Korringa行为占主导地位,这表明费米能下的态密度(DOS)增加会导致$T_c$的增强。核四极共振(NQR)光谱表明,压力的应用导致从链转移到梯形网站的空穴。空穴的转移使DOS增加到低于最佳压力。一个圆顶形$T_c$与压力的曲线来自天真的平衡之间的转移的空穴和带宽的加宽。
2009-08-20 cond-mat.supr-con
Stripe Stability in the Extended t-J Model on Planes and Four-Leg Ladders
本文重新研究了平面和四脚梯上t-J模型的相分离和条纹形成的趋势,包括最近邻位置以外的空穴跳跃项t ',t''。这项研究的动机是越来越多的证据表明,这样的条款是需要一个定量描述的铜酸盐。使用各种计算技术得出的结论是,条纹的趋势大大减弱时,实验现实的t '<0,t''>0空穴掺杂的铜酸盐被认为是。然而,小的t '> 0实际上增强了条纹形成。
1999-04-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Influence of Quantum Critical Fluctuations of Circulating Current Order Parameters on the Normal State Properties of Cuprates
本文研究了Varma提出的与“环流”序参量有关的铜酸盐量子临界点模型。利用泛函积分方法导出了量子无序相中序参量的有效作用量,并在此作用量的基础上研究了正常态的物理性质。在梯形近似下的结果表明,该系统在量子临界点附近类似于费米液体,在较小的修正下处于无序状态。这意味着由循环电流波动引起的边缘费米液体行为将来自梯形图之外。
2001-06-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Crossover of the high-energy spin fluctuations from collective triplons to localized magnetic excitations in doped Sr14-xCaxCu24O41 cuprate ladders
本研究利用RIXS技术探究了SCCO铜氧梯子中的磁激发,发现高Ca掺杂下磁激发由集体三重子转变为弱色散局域模式,揭示了空穴局域化对磁激发与超导关联的影响。
2022-01-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Symmetry-protected electronic metastability in an optically driven cuprate ladder
Harvard University(哈佛大学);Emory University(埃默里大学);The Chinese University of Hong Kong(香港中文大学);Diamond Light Source(钻石光源);Brookhaven National Laboratory(布鲁克海文国家实验室);Paul Scherrer Institute(保罗谢尔研究所);Pohang University of Science and Technology(韩国科学技术院);Max Planck POSTECH/Korea Research Initiative, Center for Complex Phase Materials(马普POSTECH/韩国研究倡议复杂相材料中心)
研究发现通过光学驱动在铜酸盐梯子中实现受对称性保护的电子亚稳态,揭示了电磁场驱动对电子哈密顿量动态激活的作用。
2025-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Resonant magnetic mode in superconducting 2-leg ladders
本文用数值方法研究了掺杂双腿自旋梯的自旋动力学。我们发现,一个空穴对磁振子的束缚态在有限的空穴掺杂到一个尖锐的磁激发下的两粒子连续演化。这是支持的场论参数的基础上SO(6)-对称阶梯。与高T $_c$铜酸盐的共振模式的相似性和差异进行了讨论。
2004-01-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Valence Transition Theory of the Pressure-Induced Dimensionality Crossover in Superconducting Sr$_{14-x}$Ca$_x$Cu$_{24}$O$_{41}$
本文提出价态转变理论,通过Cu离子离子性离散变化与空穴转移解释SCCO压力诱导的维度交叉,为层状铜氧化物载流子密度剧增提供通用解释并给出可证伪实验测试。
2023-10-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On possible superconductivity in the doped ladder compound La_(1-x)Sr_xCuO_2.5
LaCuO_(2.5)是一个耦合的双链铜酸盐梯状体系,可以通过Sr置换进行系统掺杂。受最近单晶合成的启发,我们从理论上研究了这种化合物的超导电性的可能性。我们使用自旋涨落介导的超导模型,其中配对势在阶梯方向上的π处强烈地达到峰值。我们解决的键合和反键梯带的耦合间隙方程,以找到整个范围内的掺杂超导解决方案,并讨论其相关的实际材料。
1998-12-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Race to Beat the Cuprates
本文介绍了Schon等人在《科学》杂志上报道的利用场效应掺杂研究梯状结构和富勒烯的最新结果。
2001-10-19 cond-mat.supr-con
Raman Response in Antiferromagnetic Two-Leg S=1/2 Heisenberg Ladders
通过连续么正变换计算了反铁磁2-腿S=1/2海森堡阶梯中各种耦合的喇曼响应。对于80%以上的梯级耦合的特征2峰结构的腿耦合发生在连续的零强度的点。对CaV_2O_5和La_yCa_(14-y)Cu_(24)O_(41)的实验数据进行了分析,确定了它们的耦合常数。有证据表明,海森堡模型是不足以描述铜氧化物阶梯。我们认为,循环交换项是适当的扩展。
2001-07-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Relating STM, ARPES, and Transport in the Cuprate Superconducting State
我们讨论了丰富的数据,从各种类型的实验一起表明,超导状态的最佳过掺杂BSCCO-2212可以很好地描述的BCS理论与d-波间隙连同小角度散射的面外缺陷。这些包括扫描隧道傅里叶变换光谱观察纳米级的不均匀性,在当地的间隙边缘位置,窄化的波腹ARPES频谱时BSCCO成为超导,以及微波和热导率的行为。我们认为BSCCO中大量的小角散射可以解释BSCCO和YBCO超导性质的差异。
2004-09-08 cond-mat.supr-con
Hole Dispersions for Antiferromagnetic Spin-1/2 Two-Leg Ladders by Self-Similar Continuous Unitary Transformations
空穴掺杂反铁磁自旋为1/2的两腿阶梯结构是铜氧化物基高$T_c$超导体的重要模型体系。利用自相似连续么正变换的方法,我们导出了这些阶梯中电荷运动的有效哈密顿量。这种技术的主要优点是,它提供了有效的模型明确的热力学限制。变换的生成器的实空间限制允许我们探索实验相关的参数空间。从有效的哈密顿量,我们计算的分散单孔。进一步的计算将使得能够计算两个空穴的相互作用,使得库珀对形成的处理触手可及。
2011-03-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Collective density wave excitations in two-leg Sr_{14-x}Ca_xCu_{24}O_{41} ladders
在1.5 - 20 cm ~(-1)能量范围内对Sr_{14-x} Ca_(xCu_{24})O_{41}单晶进行了拉曼光谱测量。对于x = 0、8和12的样品,在平行于阶梯方向的偏振方向上观察到随着冷却而软化的准弹性散射峰(QEP)。QEP是被未凝聚载流子屏蔽的钉扎集体密度波激发的拉曼指纹。我们的研究结果表明,在金属样品中的输运,这是类似于欠掺杂的高T_c铜酸盐的输运,是由集体的电子响应。
2002-07-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Novel Electronic State and Superconductivity in the Electron-Doped High-Tc T'-Superconductors
在这篇综述文章中,我们展示了我们最近的结果有关的电子掺杂的高Tc铜氧化物与所谓的T'结构的未掺杂(无Ce)的超导电性。在引言部分,我们简要介绍了电子掺杂T ′-铜氧化物的特性,包括还原退火、常规相图和非掺杂超导电性。然后,我们的运输和磁性的结果和结果有关的超导配对对称性的未掺杂和欠掺杂的T '-铜酸盐。合作光谱和核磁共振结果也简要显示。已经发现,通过还原退火,在生长的样品中伴随着反铁磁赝能隙的载流子的强局域化状态在还原的超导样品中改变为具有短程磁序的金属和超导状态。在还原超导样品中由于极少量的过量氧而形成短程磁有序表明,母体化合物中表现出非掺杂超导性的T '-铜氧化物与空穴掺杂的高Tc铜氧化物一样,被认为是强关联电子系统。我们展示了我们提出的电子结构模型来理解未掺杂的超导电性。最后,对今后T ′-铜酸盐的研究方向进行了展望。
2017-07-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dynamical DMRG study of spin and charge excitations in the four-leg t-t'-J ladder
具有四条腿的t-t '-J阶梯的基态有利于对应于空穴掺杂铜氧化物超导体的参数的条纹电荷分布。利用动力学密度矩阵重整化群(DMRG)研究了该模型的动力学自旋和电荷结构因子,阐明了条纹对结构因子的影响.沿动量方向从q=(0,0)到(pi,0)的动态电荷结构因子清楚地显示了对应于空穴掺杂中的条纹顺序的低能激发。另一方面,条纹顺序减弱电子掺杂,导致在更少的低能量激发的电荷通道。在自旋通道中,我们发现在空穴掺杂中,在q=(pi,pi)附近的无公度自旋激发形成沙漏行为,而在电子掺杂中,我们发现从q=(pi,pi)开始的明显的自旋波状色散。沿着(0,0)-(pi,0)方向,自旋激发受到空穴掺杂中条纹的强烈影响,导致两个分支在色散中形成不连续行为。相比之下,电子掺杂的系统显示出能量向(pi,0)的向下偏移。这些行为沿(0,0)-(pi,0)方向定性相似的动量依赖的自旋激发最近观察到的共振非弹性X射线散射实验中的空穴和电子掺杂的铜酸盐超导体。
2018-06-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetically Driven Electronic Correlation in Iron Pnictides and Cuprates
铁磷属元素化物和铜酸盐代表了两类材料,其中强反铁磁关联驱动了另外三种不同的有序趋势:(1)超导配对,(2)费米面畸变,和(3)轨道电流有序。我们认为,(1)-(3)和反铁磁关联是铜酸盐和磷属元素的一类强关联材料的特征。在本文中,我们提出的结果的功能重整化群的研究支持上述主张。此外,我们表明,作为层间跳跃参数的函数,双层哈伯德模型很好地插入之间的铜酸盐和铁磷属元素化物物理。最后,作为检验,我们将给出铁磷属元素化物梯形模型的重整化群研究,并与二维模型的结果进行比较。
2009-05-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unifying Magnons and Triplons in Stripe-Ordered Cuprate Superconductors
本文基于二维耦合双腿自旋梯模型,导出了条有序La_(15/8)Ba_(1/8)CuO_4近期中子散射数据的统一图象,即超结构卫星周围的低能磁振子和高能三重子激发。反铁磁波矢量Q_AF的共振峰对应于磁激发色散的鞍点。在J= 130-160 meV和J_cyc/J = 0.2-0.25的范围内,得到了与中子数据定量一致的结果。
2004-07-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Frustrated Hubbard ladders and superconductivity in $κ$-BEDT-TTF organic compounds
半满的两腿Hubbard阶梯具有自旋能隙的短程反铁磁关联,而三腿阶梯具有幂律反铁磁关联,并且当它们被掺杂时,两个系统都具有d_{x^2-y^2} -幂律配对关联。因此,这些阶梯表现出在层状铜氧化物中看到的一些现象。在这里,我们报告的结果为半满沮丧哈伯德梯子,根据梯子段从紧结合模型的kappa-BEDT-TTF。虽然这些阶梯是半满的,但不同程度的挫折可以驱使它们穿过绝缘体-金属过渡。我们认为,自旋,电荷和配对的相关性附近的绝缘体-金属过渡的这些挫折梯子提供支持的概念,kappa-BEDT-TTF是一个强关联超导体。
1999-12-14 cond-mat.supr-con
The electronic structure of cuprates from high energy spectroscopy
我们报告的电子结构和元激发的掺杂和未掺杂的铜酸盐链,梯子和平面的研究。使用高能光谱,如X射线吸收,芯能级光电子能谱和角分辨光电子能谱,可以获得关于电荷分布和空穴动力学的重要信息。实验数据与合适的理论模型的比较设置了进入模型计算的参数的约束,并提供了对这些材料的电子结构的重要物理量的洞察。反复出现的主题包括Cu-O网络(1D->2D)的维度的重要性和自旋背景在确定这些强相关系统中的低位激发动力学中所起的关键作用。
2000-11-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Froehlich-Coulomb model of high-temperature superconductivity and charge segregation in the cuprates
我们介绍了一个通用的Froehlich-Coulomb模型的氧化物,其中还包括无限的现场(Hubbard)排斥,并描述了一个简单的分析方法,解决复杂的晶格结构中的多极化子问题。研究了两种特殊的晶格,锯齿形阶梯和钙钛矿层。我们发现,根据Froehlich和库仑相互作用的相对强度,这些系统要么极化费米(或Luttinger)液体,双极化超导体,或电荷隔离绝缘体。在超导阶段,载流子是超轻移动的双极化子。该模型描述了铜酸盐的关键特征,如它们的Tc值,同位素效应,正常状态的抗磁性,赝能隙,和光谱功能测量隧道效应和光电发射。我们认为,低费米能级和载流子与高频声子的强耦合是新型超导体高临界温度的原因。
2002-03-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Examination of the claim by Loram and Tallon that the energy-resolved STM results, in their apparent inhomogeneity, misrepresent the true bulk behaviour of the HTSC cuprates
本文试图对Loram等人和Davis等人关于高温超导铜氧化物的电子比热和能量分辨扫描隧道显微镜(STM)的主要实验结果,在电子不均匀性问题上进行调和。我认为,在适当的水平上,后者对HTSC在这些材料中的发展至关重要,并试图使上述关键工作不仅相互一致,而且与大量相关工作保持一致。这是围绕作者长期倡导的负U情景进行的。
2006-10-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Paramagnons and high-temperature superconductivity in mercury-based cuprates
我们提出了一个比较研究的磁激发的前两个Ruddlesden-Popper成员的Hg-家庭的高温超导铜酸盐,这是化学上几乎相同的,并具有最高的临界温度($T_\mathrm{c}$)之间的所有铜酸盐家庭。我们的非弹性光子散射实验表明,这两种化合物的顺磁谱几乎是相同的,除了一个能量标度因子的$\sim130\%$匹配的比例$T_\mathrm{c}$的,如预期的磁性库珀配对理论。通过将我们的观察结果与其他铜酸盐相关联,我们推断磁相互作用的强度决定了$T_\mathrm{c}$能达到多高。我们的发现可以被看作是同位素效应的磁性类似物,从而坚定地支持磁介导的高温超导模型。
2020-11-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
63Cu NQR evidence of dimensional crossover to anisotropic 2d regime in S= 1/2 three-leg ladder Sr2Cu3O5
我们探测自旋自旋相关性高达725 K与63 Cu NQR在S= 1/2三腿阶梯Sr 2Cu 3 O 5。实验结果表明,在300 K以下,弱的梯间耦合导致自旋-自旋关联长度从准一维(π ~ 1/T)向各向异性二维(π ~ exp[2πρ_{s}/T],其中2πρ_{s} = 290 +/- 30 K为有效自旋刚度)的维度交叉.这是第一次实验验证的重正化的经典行为的各向异性非线性西格玛模型在2D中,这是最近提出的条纹相在高T_{c}铜酸盐。
1999-06-10 cond-mat.supr-con
Doping evolution of charge and spin excitations in two-leg Hubbard ladders: comparing DMRG and RPA+FLEX results
利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法和涨落交换近似下的无规相位近似(RPA+FLEX),研究了两腿梯形哈伯德模型的磁和电荷动力学响应.我们的计算表明,RPA+FLEX可以捕获的主要功能的磁响应从弱到中间哈伯德排斥掺杂阶梯,当与数值精确的DMRG结果相比。然而,虽然在弱哈伯德排斥的自旋和电荷谱可以理解为弱相互作用的电子-空穴激发费米表面,在中间耦合DMRG显示在大动量转移,保持RPA+FLEX近似内的间隙自旋激发。对于电荷响应,RPA+FLEX只能再现DMRG光谱的主要特征,在弱耦合和高掺杂水平,而它显示出非相干的字符远离这个限制。总体而言,我们的分析表明,RPA+FLEX的工作令人惊讶的是,即使在困难的低维几何形状,如双腿梯子在弱和中等哈伯德$U$值的自旋激发。最后,我们讨论了我们的结果的影响,中子散射和共振非弹性X射线散射实验上的两个腿梯形铜酸盐化合物。
2018-03-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin rotational symmetry breaking by orbital current patterns in two-leg ladders.
我们研究了掺杂双腿Cu-O Hubbard梯中轨道电流模式(OCP)的物理后果。在阶梯结构的情况下,图案的内部对称性与迄今为止对铜酸盐的建议略有不同。我们专注于这个OCP,并寻找其存在的可测量的签名。我们计算的磁场所产生的OCP在每个晶格位置,并估计其值在一个可能的实验检测。利用重整化群(RG)分析,我们确定了当OCP存在于基态相图中时,SU(2)自旋旋转对称性破缺所引起的变化。最显著的一个是面内SDW间隙打开在一个否则的关键阶段,在中间掺杂。我们估计这个差距的值,给出了一个解析表达式的关联函数和检查的一些磁性的这个新的阶段,可以在测量中显示。我们计算电导的存在下,一个单一的杂质,使用RG分析。对SU(2)对称性破缺的各种来源的讨论强调了OCP诱导效应的特异性。
2010-03-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The optical conductivity of half-filled Hubbard ladders
我们研究了半填充N-腿哈伯德阶梯的光学电导率远到“去精细”极限(即,弱Hubbard相互作用和相对强的链间跳跃)。N-leg Hubbard阶梯等效于速度服从$v_1=v_N<v_2=v_{N-1}<...$的N带模型。当N不是太大的$(N=3,4...)$时,带对$(i,N+1-i)$连续地流向D-Mott态,导致电荷和自旋间隙的级联[U. Ledermann,K. Le Hur和T. M. Rice,Phys. Rev. B { \bf{62} },16383(2000)],以及二维(2D)费米表面(FS)的逐渐闭合。在有限温度下的光学电导率可以表现出一个突出的德鲁德峰和一个高频预制对连续谱之间的共存,分裂尖锐的激子峰产生由于近似SO(8)对称性。对于非常大(但有限)的N,所有相邻的带在2D FS上相互作用,导致低温2D莫特交叉伴随着自旋密度波(SDW)不稳定性(类似于2D情况)。在此极限下,光学电导率呈现出独特的电荷间隙-间隙上方的激发被束缚空穴对-并且激子特征消失。这些结果可以帮助解释的光学电导率的2D系统在和接近半填充,其中的一个例子是高- $T_c$铜酸盐的赝隙相。
2003-11-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Cuprate superconductors as viewed through a striped lens
理解空穴掺杂铜酸盐超导体中的电子配对一直是一个挑战,特别是因为它从“正常”状态演变而来是前所未有的。现在,经过35年的研究,涉及广泛的实验表征,有可能描绘出一个清晰而一致的铜酸盐故事。它开始于将空穴掺杂到电荷转移绝缘体中,从而产生间隙状态。这些状态表现出赝能隙,这是由于最近邻Cu原子之间的反铁磁超交换$J$(实空间相互作用)与掺杂空穴的动能之间的竞争造成的,在没有相互作用的情况下,这将导致扩展的布洛赫波态,其占据的特征在于倒易空间。为了在冷却过程中形成某种程度的相干性,自旋和电荷的相关性必须以合作的方式自组织。由此产生的涌现顺序的一个具体例子是自旋和电荷条纹,如在La $_{2-x}$ Ba $_x$ CuO $_4$中观察到的。虽然条纹秩序挫败了体超导性,但它仍然发展了一种不寻常的配对和超导秩序。自旋条纹的反相顺序使它们与电荷条纹重叠,电荷条纹可以被看作是空穴掺杂的两条腿的自旋- $\frac12$梯。为了实现超导有序,相邻阶梯中的对关联必须发展相序。在存在自旋条纹序的情况下,反相约瑟夫森耦合可以导致对密度波超导。或者,同相超导性要求自旋条纹具有能隙,这凭经验限制了相干超导能隙。因此,铜氧化物中的超导秩序涉及在配对尺度(其在$x\sim\frac18$处最大化)和相位相干性(其在$x\sim0.2$处最优化)之间的折衷。
2021-05-26 cond-mat.supr-con
Magnetic Excitations of Stripes and Checkerboards in the Cuprates
我们讨论了有序的条纹和棋盘相的磁激发,包括最近感兴趣的高能量磁激发和可能的连接到铜氧化物超导体的“共振峰”。使用适当的参数化海森堡模型和自旋波理论,我们研究了各种磁有序的配置,包括垂直和对角网站和债券为中心的条纹和简单的棋盘。我们计算预期的中子散射强度作为能量和动量的函数。在零频率,卫星峰的甚至方波条纹被抑制了多达34倍以下的强度的主要无公度峰。我们进一步发现,在低能量下,自旋波锥可能并不总是实验上可分辨的。相反,作为圆锥周围的位置的函数的强度强烈地依赖于跨越条纹畴壁的耦合。在中等能量,我们发现一个鞍点在$(π,π)$的耦合范围,并讨论其可能的连接到“共振峰”在铜氧化物超导体的中子散射实验中观察到的。在高能量下,各种结构都可能作为耦合强度和配置的函数,包括最初归因于自旋梯的量子激发的高能量方形连续体。另一方面,我们发现,简单的棋盘图案是不一致的中子散射的实验结果。
2006-07-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic Excitations in Bilayer High-Temperature Superconductors with Stripe Correlations
在只保留局部自旋自由度的静态条纹模型中描述了高温超导体中磁激发的普遍行为。条纹由耦合的两腿自旋梯模型表示。我们从以前得到的结果连续酉变换孤立的自旋梯。中子散射数据的定量描述达到,使用一个单一的铜酸盐层的交换耦合常数的既定值的模型。中子共振峰解释在磁激发的分散的鞍点。在这里,我们预测双层系统的相位或相位条纹相关。研究结果可作为今后实验分析的指导。
2005-02-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hole redistribution in Sr\_(14-x)Ca\_xCu\_24O\_41 (x = 0, 12) spin ladder compounds: ^63Cu and ^17O NMR study under pressure
本文报道了在常压和高压下用^63Cu和^17O NMR研究空穴掺杂自旋梯Sr_(14-x)Ca_xCu_(24)O_(41)(x = 0和12)中的核四极相互作用张量^(17,63)nu_{Q,α}的结果. NMR数据表明,Cu 2 O3梯形层中的空穴密度随温度、Ca含量和外加压力的增加而增加.我们导出了Cu 2 O3阶梯中不同离子位上的Cu 3d和O2 p轨道的空穴占有率随温度、Ca取代和压力的变化关系.我们还认为,高压对富钙双梯结构超导基态稳定的最重要作用是增加了导电Cu_2O_3面的空穴浓度.当Ca_(12)在5 K下发生超导转变时,在32 kbar压力下Ca_(12)的低温空穴浓度估计为0.10个空穴/Cu_(1)。这样的值与铜氧化物超导体的掺杂相图相当吻合。
2005-05-23 cond-mat.supr-con
Superconductivity of the $Sr_2 Ca_{12} Cu_{24} O_{41}$ spin ladder system: Are the superconducting pairing and the spin-gap formation of the same origin?
尽管在1996年已经发现了超导电性,但是到目前为止,还没有在微观水平上研究过自旋梯形铜酸盐Sr $_2$ Ca $_{12}$ Cu $_{24}$ O $_{41}$的压力诱导超导电性。我们改进了高压技术,使用大的高质量晶体,并成功地研究了超导性,使用$^{63}$铜核磁共振(NMR)。我们发现,在正常态下,超导体出现了反映自旋梯结构的反常金属态,超导体具有类s波性质,即准粒子激发存在有限能隙。在3.5GPa压力下,从弛豫率$T_1^{-1}$中观察到两个激发模。一个导致$T_1^{-1}$中的激活型组分,另一个导致$T$ -与超导性直接相关的线性组分。这种无带隙模式很可能是由于空穴掺杂而出现的空穴-自旋束缚态的自由运动,它们的配对可能导致超导性。
2003-03-14 cond-mat.supr-con
The Mechanism of Electrolyte Gating on High-Tc Cuprates: The Role of Oxygen Migration and Electrostatics
电解质选通被广泛用于在固体表面上诱导大的载流子密度调制以探索各种性质。以往的研究大多将电荷调制归因于静电场效应。然而,最近的一些报道认为,在VO 2,TiO 2和SrTiO 3的电解质门控效应起源于电场诱导的氧空位的形成。这引起了关于门控机制的争论,因此,揭示电解质门控的作用与材料的本征性质之间的关系至关重要。本文报道了两种不同晶体结构的高Tc铜酸盐NdBa_2Cu_3O_(7-δ)(NBCO)和Pr_2-xCexCuO_(4-x)(PCCO)的电解质门控机制。结果表明,场诱导的氧空位形成的CuO链中的NBCO起主导作用,而它主要是一个静电场的情况下,PCCO。这可能是由于NbCO中CuO链中含有可动氧而PCCO中没有。我们的研究有助于澄清有关电解质门控机制的争议,从而更好地理解氧电迁移的作用,这是非常具体的材料。
2017-10-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The doping and disorder dependent variation of the isotope exponent in hole doped cuprates: A non-superconducting perspective
自从发现空穴掺杂的高Tc铜氧化物的早期以来,在CuO 2平面中氧同位素指数(IE)随掺杂空穴数p的变化一直是相当大的争论的来源。在高Tc社区中,越来越多的人接受导致库珀配对的介导玻色子主要具有电子特性。与此同时,越来越多的人认识到,在某种程度上,晶格电荷相互作用可能是重要的铜酸盐。实验观察到的相当大的IE在一定的掺杂范围内总是投下阴影的任何建议,其中非声子机制调用。此外,现有的各种理论方案,电子-声子相互作用的基础上,不能描述的异常功能所示的IE作为一个功能的空穴浓度/无序,定量或定性。基于将费米表面重建的可能性与热电输运测量相关联的最近实验(Nature Commun. 2:432 doi:10.1038/ncomms 1440(2011)),我们在此提出了一个简单的场景,其中同位素取代通过与底层晶格的耦合影响电荷/自旋条纹状态,从而改变超导Tc。在这幅图中,在扩展的p范围内,IE的重要部分实际上源自同位素诱导的条纹调制,并且与传统BCS理论中的配对声子的特征能量标度不直接相关。我们的建议定性地解释了所有的障碍和p-依赖的功能IE中看到的空穴掺杂的高Tc的铜酸盐。我们还提供了一些实验的大纲,可以验证所提出的方案的有效性程度。
2012-07-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non Magnetic Impurities in the Spin-Gap Phase of the Cuprate
现在已经确定,高- $T_C$铜酸盐的Zn掺杂降低了它们的$T_C$并触发了自旋玻璃相的出现。在这方面,我们已经解决了问题的N非磁性杂质的交错磁通相位的海森堡模型,我们假设是一个很好的平均场近似的自旋能隙相的铜氧化物。在这个模型中,准粒子谱在费米面上有四个节点,在这些节点附近的谱的线性化导致一个二维狄拉克费米子系统。在宏观数量的(非磁性)杂质的存在下,该问题具有特征对数结构,使得通常的微扰展开无效。我们已经用这个对数结构计算了精确解。对于在幺正散射极限中的杂质浓度ni,发现额外的态密度与$ni/(w \ln^2 (|w|/D))$(其中D是线性化光谱的红外截止)成比例,类似于掺杂的自旋Peierls和两腿梯化合物的1D情况。我们认为,该系统表现出准长程序在T=0的瞬时自旋自旋相关$ni/ \ln^4 (ni/R_{ij})$为大距离$R_{ij}$杂质网站之间的减少。我们预测增强的低能量波动,并将这些结果与高$T_C$铜酸盐的NMR和非弹性中子散射实验进行比较。
1998-11-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
In-plane ordering of O vacancies in a high-Tc cuprate superconductor with compressed Cu-O octahedrons: a first-principles cluster expansion study
最近发现的高Tc铜酸盐超导体Ba 2 CuO $_{4-δ}$表现出特殊的Jahn-Teller畸变,其中CuO 6八面体沿c轴压缩。因此,O空位更倾向于驻留在CuO 2平面中,但确切的结构尚不清楚。结合第一性原理总能量计算和自动结构反演方法,绘制了O空位的有效团簇相互作用。在$δ$ =0.8附近,实验观察到73 K的超导电性,我们预测有序的O空位将CuO 2平面切割成不仅一维链,而且两个腿的梯子。基于有效团簇相互作用模型进行了蒙特卡罗模拟,结果表明这种有序模式在~900 K是稳定的.我们的结果为讨论超导机制提供了具体的结构基础。
2019-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Universal upper critical field of unconventional superconductors
铜酸盐、超导自旋梯和有机(TMTSF)2X系统的电阻上临界场Hc 2(T)在Tc附近的宽范围内具有普遍的非线性温度依赖性,而其低温行为取决于化学式和样品质量。Hc ~ 2(T)归属于预成对的玻色-爱因斯坦凝聚场。普适性来源于标度参数。超过泡利顺磁极限的解释。在带电玻色气体模型的框架下,杂质散射的动力学和热力学测量的HC 2(T)的测定中的争议得到解决。
2002-03-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Two-carrier description of cuprate superconductors from NMR
本文利用空穴掺杂铜氧化物的NMR数据揭示平面铜自旋位移由两种载流子贡献组成,其相对大小决定超导穹顶和最高临界温度,为理解铜氧化物及设计更高Tc材料提供普适见解。
2025-06-03 cond-mat.supr-con
Hidden Fermi Liquid: Self-Consistent Theory for the Normal State of High-Tc Superconductors
隐费米液体理论明确地解释了Gutzwiller投影在t-J哈密顿量中的影响,广泛认为包含了高温超导体的基本物理。我们推导出整个“奇怪的金属”,正常状态相关的角度分辨光电发射,电阻率,霍尔角,并通过概括的形式主义,包括费米表面拓扑-角度依赖的磁阻表达式。我们表明这个理论是第一个自洽的描述正常状态的铜酸盐透明的基础上,基本假设。我们定义良好的形式主义也作为进一步的实验确认的指导。
2011-01-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron-Phonon Interaction and Ultrasonic Attenuation in the Ruthenate and Cuprate superconductors
本文推导出一个电子-声子相互作用适用于解释超声波衰减测量的铼酸盐和铜酸盐超导体。实验发现的巨大的各向异性(Lupien等人,2001)在正常状态下的Sr 2 RuO 4的层状正方晶格结构的Sr 2 RuO 4,和Sr 2 RuO 4中的衰减的主要贡献被认为是由于在伽马带中的电子。超导态的实验数据与(100)或(110)面间隙中的垂直线节点不一致。此外,一个通用的方法,基于对称性的使用,开发允许在超导体中的电子能带结构是复杂的或未知的超声波衰减实验的分析。我们的结果,无论是正常状态的各向异性,并在超导状态的间隙节点的位置,是从分析中获得的那些不同,使用更传统的模型的电子-声子相互作用的各向同性电子应力张量。此外,对UPt 3中的超声衰减进行了简要的讨论。
2001-10-11 cond-mat.supr-con
SO(5) Symmetry in t-J and Hubbard Models
本文综述了数值计算和分析结果,支持SO(5)对称性作为统一高温超导体超导性和反铁磁性的概念。精确的团簇对角化验证了二维t-J和哈伯德模型(广泛使用的高Tc铜氧化物微观模型)的低能态形成SO(5)对称多重态。除了一个小的标准偏差~J/10,这些多重态在临界化学势(过渡到掺杂系统)处变得简并。因此,远离半填充的d波超导态是从半填充时的高自旋态通过SO(5)旋转得到的。在一维和二维之间,利用弱耦合重整化,一个相当一般的包含次近邻跳跃的阶梯哈密顿量可以流到SO(5)对称点。实验测试和后果,如在绝缘体和超导体中的π-戈德斯通模式的存在,特别是,绝缘体和超导体的光电发射光谱之间的关系,强调。
1998-07-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The behavior of grain boundaries in the Fe-based superconductors
铁基超导体(FBS)是一类重要的新型超导材料。与任何具有高转变温度和上临界场的新超导体一样,需要确定它们的应用潜力。应用需要高的临界电流密度,因此任何新超导体的有用性都取决于发展强涡旋钉扎的能力和没有或克服任何强电流限制机制的能力,其中铜酸盐中的晶界是一个值得警惕的例子。在这篇综述中,我们首先考虑的积极作用,晶界性质发挥金属,低温超导体,然后审查的理论背景和当前的实验数据有关的FBS多晶,双晶薄膜,和电线的晶界的属性。基于这一证据,我们得出结论,FBS中的晶界是弱连接在一个定性类似的方式在铜酸盐超导体中的晶界,但也有一点不太明显的效果。用于铜酸盐涂覆导体的纹理化基底的初始实验也显示出FBS薄膜的临界电流密度的类似益处。我们还注意到,特别丰富的配对对称性和FBS中的多带母态可以提供机会,为晶界改性作为一个更好地了解他们的配对状态和晶界性质的开发。
2011-10-14 cond-mat.supr-con