A Precise Measurement of the Oxygen Isotope Effect on the Néel temperature in Cuprates
解释铜酸盐同位素效应测量的能力的一个限制因素是缺乏整个相图的足够准确的数据;有精确的Tc数据,但没有反铁磁转变温度T_N。主要问题是T_N对样品中氧含量的微小变化极其敏感。本文采用新化合物(Ca0.1La0.9)(Ba1.65La0.35)Cu 3 Oy解决了这一问题,该化合物存在一个T_N与氧掺杂无关的区域.对氧16和氧18样品的T_N的测量发现,氧同位素对T_N的影响不存在,其精度是前所未有的。我们的发现和现有数据的一个可能的解释是,同位素取代影响正常状态的载流子密度。
2011-02-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong correlation, electron-phonon interaction and critical fluctuations: Isotope effect, pseudogap formation, and phase diagram of the cuprates
在具有长程库仑力的Hubbard-Holstein模型中,我们重新审视了超导铜酸盐的电荷有序情形,并解释了不同类别的铜酸盐中是否存在所形成的条纹相。我们还评估了平均场和波动校正的临界线的电荷排序,我们将它们与发生在铜酸盐的各种pseudogap交叉线,我们讨论了其特有的同位素依赖性的机制。考虑到电荷有序过渡的动力学性质,我们解释了T* 的传播及其同位素位移,获得不同的特征时间尺度的实验探针。
2001-09-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Real and marginal isotope effects in cuprate superconductors
我们批判性地回顾了最近和早期的铜酸盐超导体的同位素效应的结果,并强调样品制备和同位素交换和反交换是至关重要的理解和解释的数据。只有非常仔细的制备技术才能产生可靠的结果,并允许区分真正的同位素效应和边缘效应。前者是实质性的,突出了晶格振动在铜氧化物超导体中的重要性。
2006-10-02 cond-mat.supr-con
Charge critical fluctuations in cuprates: Isotope effect, pseudogap, conductivity, and Raman spectroscopy
在高T_c超导体的条纹量子临界点理论中,我们指出了电荷集体涨落对光吸收和喇曼光谱的直接贡献。在后一种情况下,我们发现临界电荷集体模式可以或不能被激发取决于其波矢的方向和入射和出射光子的偏振。这表明强耦合和弱耦合到临界集体模式的准粒子之间的显着区别,并提供了一个直接的确认,在有限的波矢量发生在附近的最佳掺杂的铜酸盐的量子临界点相关联的顺序。
2004-08-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A magnetic analog of the isotope effect in cuprates
我们对(Ca_ xLa_{1-x})(Ba_{1.75-x} La_{0.25+x})Cu_{3} O_{y}(CLBLCO)系统进行了广泛的磁性测量,其四个不同的家族(x)具有28%的Tc^max(x)变化和最小的结构变化。对于每个家庭,我们测量了尼尔温度,磁相互作用的各向异性,和自旋玻璃温度。我们的结果对所有族都表现出一个普适关系Tc=c*J*n_s,其中c~1,J为面内海森堡交换,n_s为载流子密度。这将铜氧化物超导性与磁性联系起来,就像声子介导的超导性与原子质量联系起来一样。
2006-08-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On possible reconciliation of anomalous isotope effect and non-phononic pairing mechanism in high-Tc cuprates
在高Tc铜酸盐超导是非常规的,有越来越多的接受,在这些强相关的电子材料中的载流子配对介导的电子起源,而不是声子的玻色子。尽管如此,一个显着的同位素指数(IE)(在某些情况下,远远大于0.5,典型的BCS值)的实验观察。这导致了声子在一定程度上也参与其中的假设。铜酸盐中的IE的大小强烈地依赖于CuO 2平面中的掺杂空穴的数量p,因此,可以表明声子在Tc-p相图的不同区域作为介导玻色子发挥不同的定量作用。基于最近的实验费米表面重建从热电传输测量(自然通讯。2:432 doi:10.1038/ncomms 1440(2011))和YBa 2Cu 3 O 7-delta中的磁场诱导电荷顺序(Nature 477,191(2011)),我们提出了一个非常简单的方案,其中同位素取代通过与晶格的耦合影响条带状态,从而改变超导Tc。在这幅图中,在扩展的p范围内,所观察到的IE的重要部分源自同位素诱导的条纹调制,并且与BCS框架中的情况一样,与配对声子的特征能量尺度不直接相关。这个简单的建议定性地解释了所有的p依赖异常功能的IE实验观察到的空穴掺杂的高Tc铜氧化物。
2012-06-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Implications evinced by the phase diagram, anisotropy, magnetic penetration depths, isotope effects and conductivities of cuprate superconductors
各向异性,热和量子涨落及其对掺杂剂浓度的依赖性似乎存在于所有铜酸盐超导体中,与负责超导性的微观机制交织在一起。在这里,我们回顾各向异性,在平面和c轴的渗透深度,同位素效应和电导率测量重新评估的普遍行为的铜酸盐所揭示的掺杂依赖这些现象和转变温度。
2004-04-29 cond-mat.supr-con
Charge dynamics of t-J model and anomalous bond-stretching phonons in cuprates
本文从t-J模型出发,采用从玻色子1/N表象,讨论了掺杂Mott-Hubbard绝缘体的密度响应。在O(1)阶下,密度涨落谱$N({\bf q},ω)$由大动量转移时的无阻尼集体模决定,这与精确对角化的结果明显不同,后者揭示了一个很宽的色散峰,强自旋-电荷耦合的发散。1/N修正引入了玻色空穴在均匀RVB背景中运动的极化子性质。由此产生的$N({\bf q},ω)$捕获对角化研究中观察到的所有功能,满足适当的总和规则,除了扩大集体模式显示了一个新的低能量的功能在能量$χJ+δt$相关的极化子运动的自旋背景。它进一步表明,低能量结构,这是特别明显的$(π,0)$方向,描述了强重整化和异常阻尼的最高键伸缩声子在La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$。
2003-12-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic correlations, electron-phonon interaction, and isotope effect in high-Tc cuprates
利用大N展开式,我们提出并求解了一个广义t-J模型的超导能隙的线性化方程,该模型也包含Holstein模型中的声子。主导Tc具有d波对称性,声子对Tc有积极的贡献。相应的同位素系数是非常小的,在最佳掺杂和增加对经典的值1/2与增加类似的掺杂在许多铜酸盐。
1999-04-26 cond-mat.supr-con
Isotope effect on superconductivity in Josephson coupled stripes in underdoped cuprates
YBaCuO和LaSrCuO的非弹性中子散射数据表明,在远离$δ(x)$点的位置,中子散射峰具有不公度性。$T_c(x)$可以重新绘制为这些材料的膨胀率的线性函数。这种线性关系意味着,将这两个量联系起来的常数,一个是动量,另一个是$T_c(x)$(能量),具有速度的维数,我们将其表示为$v^*$:$k_B T_c(x) = \hbar v^* δ(x)$。我们认为,这种实验推导出的关系可以得到一个简单的模型中的约瑟夫森耦合条纹。在此框架内,我们解决的作用,$O^{16} \to O^{18}$同位素效应的$T_c(x)$。我们假设,该抑制由样品的{ \em掺杂}设定,并且在给定固定掺杂的情况下对氧同位素不敏感。因此,我们发现,在关系$T_c(x) \sim δ(x)$中,唯一能随O同位素取代而变化的参数是速度$v^*$。我们预测氧同位素对$v^*$的影响,并期望它是$\simeq 5%$。
2007-09-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Isotope coefficient of optimally doped high-Tc cuprates
在纯BCS的框架内(即当临界温度与德拜温度成正比时),我们证明了同位素系数总是小于1/2,并且在多原子超导体中可能非常小,这取决于化学式单元。这一发现导致定量解释的观察值(正确的数量级,有时精确的数值)在最佳掺杂的铜酸盐,二硼化镁和碱掺杂富勒烯。因此,同位素系数的小不仅与纯电子-声子相互作用相容,而且这可能是多原子系统中的规则。
2008-01-20 cond-mat.supr-con
Vibronic Mechanism of the Isotope and Pressure Effects in Cuprates
掺杂铜氧化物被认为是在空穴赝Jahn-Teller中心CuO_{4} ^{5-}晶格中运动的局域无自旋玻色子系统。对决定同位素替代和外压效应的电子振动机制作了详细的定性和定量描述。这一机制能较好地解释除渗流现象较发达的区域外,铜酸盐同位素效应和气压效应的主要特点
1998-10-26 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
Isotope effect on Tc and the superfluid density of high-temperature superconductors
本文研究了铜酸盐的氧同位素效应。我介绍了一个简单的模型,可以解释实验定性和定量。在该理论中,同位素替代只影响超流密度,而不影响赝能隙。在自旋-电荷分离图中,我认为自旋-声子相互作用处于绝热极限,因此在Migdal-Eliashberg理论中,自旋质量重整化中没有同位素效应。另一方面,我们证明了声子-声子相互作用处于非绝热极限。因此,小极化子图像是适用的,并且存在以同位素依赖的方式的大质量增强。我们的理论解释了为什么在$^{16}$ O/ $^{18}$ O取代时,超导转变温度只在低掺杂的铜氧化物中发生变化,而在最佳掺杂和过掺杂的铜氧化物中没有明显的OIE。此外,与传统超导体相比,我们得到了整个超导区超流密度的OIE,与实验观察一致。
2010-09-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Novel Isotope Effects on the Pairing Pseudogap in High-$T_{c}$ Cuprates: Evidences for Polaronic Metal and Precursor BCS-Like Pairing of Large Polarons
我们在大极化子模型和两种非标准的类BCS方法下研究了欠掺杂和最佳掺杂铜氧化物中新的同位素效应对赝能隙的影响。我们已经表明,在中间耦合制度的大极化子的前体配对发生在平均场温度$T^{\ast}>T_{c}$和几乎不存在的,相当大的和非常大的氧和铜同位素效应$T^{\ast}$存在于铜酸盐与小和大的费米面。我们的结果为$T^{\ast}$,同位素位移和指数在轻微欠掺杂和最佳掺杂的铜酸盐与现有的实验定量一致,并解释各种实验之间的差异。
2010-06-15 cond-mat.supr-con quant-ph
Isotope effects and possible pairing mechanism in optimally doped cuprate superconductors
研究了氧同位素对最佳掺杂的三层铜氧化物Bi_{1.6} Pb_{0.4} Sr_{2} Ca_{2} O_{10+y} Cu_{3}(O_{10+y} T_{c} \sim 107 K)中T_{c}的影响及面内穿透深度λ ab}(0)。氧同位素对T_{c}的影响很小(α_{O} = 0.019),对λ_{ab}(0)的影响很大(Δλ_{ab}(0)/λ_{ab}(0)= 2.5 \pm 0.5%)。结合前人在单层和双层铜氧化物中观察到的同位素效应,本文的结果表明,在最佳掺杂的铜氧化物中,同位素指数α {O}很小,而同位素效应对面内有效超载流子质量的影响很大,并且几乎与CuO_{2}层的层数无关.提出了一个合理的配对机制来解释同位素效应、高T_{c}超导性和隧道谱。
2002-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Isotope effects in underdoped cuprate superconductors: a quantum phenomenon
我们发现,同位素效应对转变温度和零温面内穿透深度的异常掺杂依赖性自然地遵循掺杂驱动的3D-2D交叉,在欠掺杂极限下的2D量子超导体到绝缘体转变(QSI)以及同位素替代后相对掺杂浓度的变化。在QSI转变附近,转变温度和穿透深度的同位素系数接近于相对掺杂浓度的同位素系数,其发散度决定了尺度。这些预测是完全符合实验数据,并意味着接近欠掺杂的限制不寻常的同位素效应的转变温度和穿透深度揭示了临界现象与量子超导体绝缘体过渡在两个维度。
2000-11-22 cond-mat.supr-con
Unconventional isotope effects in the high-temperature cuprate superconductors
本文综述了高T_c铜氧化物超导体中的各种同位素效应,以评估电子-声子相互作用在这些材料基础物理中的作用。特别感兴趣的是非常规的同位素对超载流子质量的影响,对电荷条纹形成温度,对赝能隙形成温度,EPR线宽,自旋玻璃冻结温度,和反铁磁有序温度。观察到的非常规同位素效应强烈表明,晶格振动在高温超导的微观配对机制中起着重要作用。
2002-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Polaron formation as origin of unconventional isotope effects in cuprate superconductors
在高温超导铜氧化物中发现了各种非常规的同位素效应,这些效应超出了BCS理论的范畴。它们的起源调查内极化子理论,导致重整化的单粒子能量,并在这里引入了能级位移。结果表明,第二近邻跳跃积分的指数压缩对超导转变温度Tc和穿透深度都有正确的同位素效应。预测平均超导能隙具有与穿透深度相当的同位素效应。结果表明,电子自由度与Jahn-Teller Q2型模的耦合是这些同位素效应的起源。
2004-09-29 cond-mat.supr-con
Oxygen-isotope effect on the superconducting gap in the cuprate superconductor Y_{1-x}Pr_xBa_2Cu_3O_{7-δ}
研究了一系列Y_{1-x} Pr_xBa_2Cu_3 O_{7-δ}(0.0 \leq x \leq 0.45)样品的氧同位素(^{16}O/^{18}O)效应(OIE)对零温超导能隙Δ_0的影响。发现Δ_0上的OIE与超导转变温度上的OIE成比例。这些实验结果是在定量协议从极化模型预测的铜氧化物高温超导体和排除方法的基础上纯粹的电子机制。
2007-10-26 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
Towards the Theory of Isotope Effect of the London Penetration Depth in Cuprates
在弱耦合和强耦合两种情况下讨论了超流密度的表达式。数值计算的温度和同位素组成的依赖关系已经进行了一些高Tc化合物。紧束缚参数和相应的费米面是根据现有的光电发射数据。
2009-02-17 cond-mat.supr-con
Isotope Effect in the Superfluid Density of HTS Cuprates: Stripes, Pseudogap and Impurities
欠掺杂的铜氧化物表现出正常状态的赝能隙,它们的自旋和掺杂载流子往往在空间上分离成1-D或2-D条纹。有些人认为这些是超导性的核心,其他人则认为是外围的,只是竞争。使用La $_{2-x}$ Sr $_x$ Cu $_{1-y}$ Zn $_y$ O $_4$,我们表明,氧同位素效应在$T_c$和超流密度可以用来区分条纹和赝隙的作用,并检测杂质散射的存在。我们得出结论,条纹和赝隙是不同的,既竞争和共存的超导性。
2005-01-10 cond-mat.supr-con
Oxygen-isotope effect on the in-plane penetration depth in cuprate superconductors
利用μ子自旋转动(muon spin rotation,muSR)方法研究了氧同位素(^{16}O/^{18}O)效应(OIE)对铜氧化物高温超导体面内磁场穿透深度lambda_{ab}的影响.首先,简要讨论了不同高温超导体中OIE的掺杂与转变温度T_c的关系。观察到不同铜酸盐家族的OIE对T_c的掺杂依赖性相似。然后,散装muSR,低能量muSR,和磁化研究的总和选址OIE对lambda_{ab}的一些详细描述。在所有掺杂水平下,在各种铜酸盐家族中观察到lambda_{ab}上的大量OIE,表明铜酸盐HTS是非绝热超导体。实验清楚地表明,T_c和lambda_{ab}上的OIE都是由CuO_2超导面内的氧位引起的,说明平面氧运动的声子模主要与超载流子耦合。最后,它表明,OIE上的T_c和lambda_{ab}表现出的关系,似乎是通用的不同家庭的铜酸盐高温超导体。这些不寻常的同位素效应的观察意味着晶格效应在铜氧化物高温超导中起着至关重要的作用,必须考虑在任何现实的高温超导模型。
2004-04-23 cond-mat.supr-con
Nonadiabatiic superconductivity in MgB2 and cuprates
本文用无参数的公式从测得的伦敦穿透深度估算了新发现的高Tc超导体MgB_2和铜酸盐的费米能Ef。Ef的MgB2和超过30镧,钇和汞基铜酸盐似乎是约或低于100毫电子伏,这取决于掺杂。有充分的证据表明,在所有新发现的超导体中,极低的Ef值和载流子与高频声子的强耦合是导致高Tc的原因。考虑到载流子主要存在于铜酸盐中的氧上、硼化镁中的硼上和掺杂富勒烯中的碳上,这些超导体分别形成基本上为$nonadiabatic$“金属”氧、硼和碳的物质。预测了二硼化镁中硼同位素效应对载流子质量的影响,类似于赵国猛等在铜酸盐中观察到的氧同位素效应对超载流子质量的影响。
2001-04-22 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
Magnetic field dependence of the oxygen isotope effect on the magnetic penetration depth in hole-doped cuprate superconductors
研究了空穴掺杂高温铜氧化物超导体YBa_2Cu_4O_8、Y_0.8Pr_0.2Ba_2Cu_3O_7-δ和Y_0.7Pr_0.3Ba_2Cu_3O_7-δ中氧同位素(^{16}O/^{18}O)效应(OIE)与面内磁场穿透深度λ_{ab}的磁场关系。结果表明,与含^{18}O样品相比,含^{16}O样品的λ ab随磁场的增大而增大。随着磁场从μ_0H=0.2 T增加到μ_0H=0.6 T,λ ab上的OIE减小了两倍多。这种效应可以通过面内电荷载流子质量m^ \ast_{ab}的同位素依赖性来解释。
2006-10-18 cond-mat.supr-con
Origin and roles of a strong electron-phonon interaction in cuprate oxide superconductors
强的电子-声子相互作用是由声子对超交换相互作用的调制引起的。如在Phys.Rev.B70,184514(2004)中所研究的,Cu-O键伸缩模式可以在(pm pi/a,0)和(0,pm pi/a)附近是软的,其中a是CuO_2平面的晶格常数。在SDW的临界区域,反铁磁自旋涨落在费米面的嵌套波数Q附近发展,伸缩模在2 Q附近也可以是软的。在所谓的条纹态和棋盘态中观察到的态密度的2 Q分量的几乎对称的能量依赖性不能用2 Q模完全软化后的2 Q CDW来解释,但它们可以用SDW的二次谐波效应来解释。强的电子-声子相互作用对超导电性的发生没有或只有很小的作用。
2006-07-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Isotope Effect of Underdoped Cuprates in the Yang-Rice-Zhang Model
在正常态和超导态下,铜氧化物相图的欠掺杂区显示出许多新颖的电子现象。许多这些异常的性质已经找到了一个自然的解释内的共振价键自旋液体唯象模型的杨赖斯张(YRZ),其中包括一个赝隙的上升。这导致费米面重构,并深刻地改变了电子结构。在这里,我们扩展了以前的工作,考虑在$^{16}$ O到$^{18}$ O取代的临界温度的变化,同位素效应已被实验发现是非常小的最佳掺杂尚未迅速增加到非常大的值与欠掺杂。YRZ模型提供了一个自然的解释这种行为,并支持的想法,主要是自旋起伏的次主导$(\sim 10\%)$声子的贡献的配对机制。
2015-03-11 cond-mat.supr-con
Comment on "Isotope effect in high-Tc superconductors" (D. R. Harshman, J. D. Dow, and A. T. Fiory, Physical Review B v.77, 024523 (2008))
我们指出,最近D。R. Harshman等人在数学上和物理上都不正确,违反了安德森定理和库仑定律。
2008-07-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Softening of Cu-O bond stretching phonon in tetragonal HgBa$_2$CuO$_{4+δ}$
用非弹性X射线散射研究了近最佳掺杂的HgBa $_2$ CuO $_{4+δ}$中的声子.低能量模式的分散性很好地描述了壳模型,而在高能量的Cu-O键拉伸模式显示出强烈的软化向区边界,强烈偏离模型。这在空穴掺杂的高$T_\mathrm{c}$超导铜氧化物中似乎是常见的,并且基于这项工作,与每种材料特有的晶格畸变无关。
2004-03-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Isotope effects in high-Tc cuprate superconductors: Ultimate proof for bipolaron theory of superconductivity
铜氧化物高温超导理论的发展是物理学中的突出问题之一。发现25年后,尽管在理论和实验上做出了巨大的努力,但仍然没有就微观理论达成共识。试图理解这个问题是阻碍了一些机制之间的微妙的相互作用,并在这些系统中存在几个几乎退化和竞争的阶段。在这里,我们提供了统一的无参数的解释所观察到的氧同位素效应的临界温度,磁场穿透深度,和正常状态的赝隙欠掺杂的铜氧化物超导体的双极化子理论的框架内兼容的强库仑和Froehlich相互作用,并与许多其他独立的意见,在这些高度极化的掺杂绝缘体。值得注意的是,我们还定量地解释测得的临界温度和磁场穿透深度的大小。因此,目前的工作代表了高温超导的双极化子理论的最终证明,其中考虑到基本的库仑和电子-声子相互作用。
2011-05-16 cond-mat.supr-con
London penetration depth in the tight binding approximation: Orthorhombic distortion and oxygen isotope effects in cuprates
本文给出了束缚能色散较紧的超导体中超流密度$ n_s \propto 1/λ^2 $的一个简单推导式。推导出的表达式进行了详细讨论,因为它的区别与普通的抛物型能量色散超导体的已知表达式。我们应用该表达式对BiSrCuO和YBaCuO族化合物在最佳掺杂附近的伦敦穿透深度参数$ λ$的同位素效应的实验数据分析,考虑到晶体结构的正交畸变,并从实验数据中估计了跳跃参数的同位素变化。我们指出,$1/λ^2$温度行为是非常敏感的比例$ 2Δ_m(T=0)/ k_B T_c $和估计这个数量的化合物。
2010-05-13 cond-mat.supr-con
Anomalous bond stretching phonons as a probe of charge fluctuations in perovskites
动量分辨低能电荷响应的重要信息可以从铜酸盐和其他一些钙钛矿中的非弹性中子和X射线散射中观察到的平面声子中的键伸缩的异常性质中提取。本文讨论了一个基于声子与单电荷模耦合的半唯象模型。声子色散和线宽允许定位在光谱的中红外部分中的电荷激发的能量,并确定其一些特性。关于氧同位素替代的新实验可以实现更详细的描述。由模型导出的对应关系可用于实验解释和模型检验。
2006-07-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bose-Einstein condensation in the pseudogap phase of cuprate superconductors
我们已经确定了未屏蔽的Froehlich电子-声子相互作用(EPI)作为最重要的配对在铜氧化物超导体,现在证实的同位素替代,最近的角分辨光电发射(ARPES),和一些其他的实验。低能物理是指在强EPI区域中的移动晶格极化子和双极化子。在我们的“库仑-弗勒利希”模型的框架下,许多实验观察已被预测或解释,该模型充分考虑了长程库仑排斥和弗勒利希EPI。它们包括赝能隙、不寻常的同位素效应和上临界场、正常态能斯特效应、抗磁性、霍尔-洛伦兹数和巨邻近效应(GPE)。这些实验以及费米能和临界温度的无参数估计支持了铜氧化物赝隙相中实空间晶格双极化子的真正的玻色-爱因斯坦凝聚。相反,相位波动(或涡旋)的情况下是不兼容的绝缘类面内电阻率和磁场依赖的轨道磁化的电阻状态下的欠掺杂铜氧化物。
2006-12-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Large isotope effect on $T_c$ in cuprates despite of a small electron-phonon coupling
本文计算了含声子的t-J模型的平均场处理下超导临界温度$T_c$和赝能隙温度$T^\ast$的同位素系数$α$和$α^\ast$。在该模型中,赝能隙相被识别为$d$ -电荷密度波($d$-CDW)相。使用小的电子-声子耦合常数$λ_d \sim 0.02$之前在LDA计算中获得的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_7$,$α^{\ast}$是负的,但可以忽略不计的小,而$α$从最佳掺杂的约0.03增加到小掺杂的约1的值,这与在许多铜酸盐中观察到的一般趋势一致。使用一个简单的相位波动模型,其中的$d$ -CDW只有短程相关,它表明,大的增加$α$在低掺杂是相当普遍的,并不依赖于存在的赝能隙态的态密度的尖峰或特定值的声子截止。它是由$d$-CDW在低频处的频谱权重的大量耗尽引起的,因此也应该发生在伪带隙的其他实现中。
2009-08-13 cond-mat.supr-con
Isotope effect on the superconducting critical temperature of cuprates in the presence of charge order
利用$t$ - $J$模型的大- $N$极限,并考虑声子和电子-声子相互作用,我们研究了适合于YBCO的耦合常数的同位素效应$α$.我们发现,$α$有一个最佳掺杂的最小值,并强烈(轻微)向欠掺杂(过掺杂)区域增加。利用局域密度近似的电子-声子相互作用的值,我们得到了很好的协议$α$作为$T_c$和掺杂$δ$的函数与最近的实验数据在YBCO。我们的研究结果强烈表明,在欠掺杂区的$α$的大幅增加是(a)由电子谱密度从低到高的能量与竞争相(在我们的情况下,电荷密度波)和形成的间隙,和(b)与小的电子声子耦合常数从局部密度近似得到的移位。我们提出了一个类似的解释$α$在Sr掺杂的La $_2$ CuO $_4$在掺杂1/8附近的异常行为。
2015-11-16 cond-mat.supr-con
Fluctuating Cu-O-Cu Bond model of high temperature superconductivity in cuprates
二十年来的广泛研究尚未对高温超导(HTS)的起源产生普遍共识。然而,铜酸盐超导体的几个通用特性已经成为任何可行的高温超导微观模型的基本成分和/或约束。除了100 K量级的T_c外,最突出的还包括具有费米液体节激发的d波超导能隙、具有特征温标T* 的d波赝能隙、反常的掺杂依赖氧同位素位移、纳米尺度的能隙不均匀性等。平面氧振动的同位素位移和其他证据所暗示的关键作用,在CuO 2平面对称性和电荷约束的背景下,从强大的3d内库仑排斥U,强制执行一个非谐机制,其中氧的振动振幅调制的强度的面内Cu-Cu键。我们表明,在费米液体的框架内,这种机制可以导致强大的d-波配对和一个自然的解释的显着特点的高温超导。
2006-06-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Comment on: Role of inelastic tunneling through the insulating barrier in scanning-tunneling-microscope experiments on cuprate superconductors
在最近的一封信[1]中,Pilgram,Rice和Sigrist(PRS)建议沿着铜酸盐超导体BSSCO的c轴进行氧同位素相关的电导率测量。在1988年的拉曼同位素数据中[2],以及在确定Tc的位置选择性磁化率实验中,没有观察到绝缘层中氧离子的同位素效应[3]。根据这些早先未被PRS引用的实验,我们认为文献[1]中的建议不值得实施,即使实施也不会有效果。根据同时12年的选址数据[3],观察到的同位素效应几乎100%来自CuO 2-平面中的氧离子。这些结果证明了这些平面中的极化子行为[4]。
2006-12-13 cond-mat.other cond-mat.supr-con
The mystery of superconductivity in the cuprates evinced by London penetration depths measurements
伦敦穿透深度在确定和揭示超导体的许多性质方面起着关键作用,包括均匀性,各向异性,同位素效应,量子和热涨落的重要性,以及特定材料中超导性的本质。在温度-掺杂剂浓度平面的一般相图的指导下,我们检查了关于温度、同位素替代、不均匀性和穿透深度的磁场依赖性的实验数据,以揭示铜氧化物中超导性之谜的某些方面
2003-08-28 cond-mat.supr-con
Bond stretching phonon softening and angle-resolved photoemission kinks in optimally doped Bi2Sr1.6La0.4Cu2O6 superconductors
我们报告的第一个测量的光学声子色散在最佳掺杂的单层Bi_2Sr_(1.6)La_(0.4)Cu_2O_6 + δ使用非弹性X射线散射。在76~60 meV的能量范围内,Cu-O键伸缩声子在q =(0.25,0,0)附近发生了强烈的软化,这与其它铜酸盐中的结果相似.与角度分辨光电子能谱测量在同一样品上进行的直接比较,揭示了一个很好的协议,在能量和动量之间的ARPES节点扭结和软的键伸缩声子的一部分。事实上,我们发现,动量空间中观察到一个63 meV的扭结可以连接到一个矢量q =(xi,0,0)与xi~0.22,这正好对应于键伸缩声子模式的软部分。这一结果支持的解释ARPES扭结的电子-声子耦合。
2008-04-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Isotope effect on the superfluid density in conventional and high-temperature superconductors
我们研究了同位素效应对超导体伦敦穿透深度的影响,超导体的伦敦穿透深度测量为$n_S/m^*$,超流密度与有效质量的比值。我们使用一个简化的模型,电子弱耦合到一个单一的声子频率$ω_E$,但假设的能隙$Δ$没有任何同位素效应。然而,我们发现了$n_S/m^*$的同位素效应,如果$Δ$足够大,它变得与$ω_E$相当,这是一种对高$T_c$铜酸盐超导体和可能的其他具有相对高的$T_c$的非常规超导体家族感兴趣的机制。我们的模型过于简单,不能描述铜氧化物,与实验相比,它给出了错误的同位素效应的符号,但它是一个原则的证明,在材料中的同位素效应存在的$n_S/m^*$的配对间隙和$T_c$是不是声子起源,没有同位素效应。
2010-09-13 cond-mat.supr-con
Giant electron-phonon anomaly in doped La2CuO4 and other cuprates
由于传统的超导是由声子介导的,它们在高温超导机制中的作用在铜氧化物发现后很早就被考虑。最初的共识是声子不能在100 K附近产生相变温度,研究的主要方向集中在非声子机制上。后续工作最后由L. Pintschovius在2005年指出,铜酸盐中的电子-声子耦合对于某些声子来说是惊人的强,其作用是有争议的。从那时起进行的实验确定了铜酸盐中某些Cu-O键伸缩声子的异常行为,这是一种与超导机制有关的重要现象。特别是在掺杂La_2CuO_4的研究中取得了很大的进展。这项工作在这里审查。
2010-01-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Large oxygen-isotope shift above the quantum critical point of $Y_{1-x}Ca_xBa_2Cu_3O_{7-delta}$
本文研究了氧同位素效应对过掺杂$_{1-x}$-Ca-$_{x}$-$_{2}$ $_{3}$-$_{7-δ}$($x$ = 0.10,0.20和0.25)超导转变温度的影响。我们发现氧同位素指数$α_{O}$在$x$ = 0.10时很小($\sim$ 0.02),但在$x$ = 0.20和0.25时很大($\sim$ 0.1)。$α_{O}$急剧增加的掺杂水平与正常态赝能隙开始减小的量子临界点一致。本文的同位素效应实验为铜酸盐高温超导的配对机制提供了直接和定量的约束。
2008-02-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of High-Tc Superconducting Cuprates Based on Experimental Evidence
本文提出了一个层状高温超导铜氧化物的超导电性模型,它是基于电子谱中扩展的鞍点奇点、库仑相互作用的弱屏蔽和电子间声子介导的相互作用以及Hund或自旋涨落起源的小的短程排斥。这就解释了$Tc$的大值、氧和铜的同位素效应的特征、两种类型的序参量的存在、非弹性中子散射的峰值、上临界场的正曲率随温度的变化等。
1999-12-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Absence of an isotope effect in the magnetic resonance in high-$T_c$ superconductors
在高温超导体$\rm YBa_2Cu_3O_{6.89}$中进行了中子非弹性散射实验,以寻找41 meV磁共振模式的氧同位素位移。与最近的预测相反(I。Eremin,{ \it等人},Phys. Rev. B { \bf 69},094517(2004)),在氧同位素取代($^{16}$ O $\to^{18}$ O)时观察到共振能量的可忽略的偏移(至多$\leq$ +0.2meV)。这表明在最佳掺杂下,高$T_c$铜酸盐中的自旋-声子相互作用可以忽略不计。
2005-05-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spectral properties and isotope effect in strongly interacting systems: Mott-Hubbard insulator and polaronic semiconductor
我们研究了两个强相互作用系统的电子光谱性质:一个Mott-Hubbard绝缘体与额外的电子玻色子相互作用,和一个极化子半导体。一个近似的统一框架开发的高能量部分的频谱,其中的电子移动的随机场之间的相互作用所确定的磁和玻色子波动。当所考虑的玻色子是晶格振动,由此产生的同位素效应的光谱特性是相似的,在这两种情况下,强烈的温度和能量依赖性,在定性协议与最近的光电子实验中的铜酸盐。
2005-06-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Large oxygen-isotope effect in Sr_{0.4}K_{0.6}BiO_{3}: Evidence for phonon-mediated superconductivity
本文研究了新近发现的超导体Sr_{0.4} K_{0.6} BiO_{3}的氧同位素效应。该化合物具有扭曲的钙钛矿结构,并在约12 K时变为超导体。当用^{18}O置换60- 80%的^{16}O时,样品的T_c下移0.32-0.50 K,对应的同位素指数为alpha_{O} = 0.40(5)。该同位素指数与T_c = 30 K的类似铋酸盐超导体Ba_{1-x} K_{x} BiO_{3}的同位素指数非常接近。在铋酸盐和铜酸盐中观察到的alpha_{O}的非常独特的掺杂和T_c依赖性表明铋酸盐应属于常规声子介导超导体,而铜酸盐可能是非常规超导体。
2000-07-31 cond-mat.supr-con
Origin and roles of a strong electron-phonon interaction in cuprate oxide superconductors
强的电子-声子相互作用是由晶格振动对超交换相互作用的调制引起的。它负责在二维布里渊区中(pm pi/a,0)和(0,pm pi/a)附近的半呼吸模式的软化,其中a是CuO_2平面的晶格常数,如在Phys.Rev.B70,184514(2004)中所研究的。假设反铁磁自旋涨落在Q=(pm 3 pi/4a,pm pi/a)和(pm pi/a,pm 3 pi/4a)附近产生,电子-声子相互作用也可以导致Cu-O键在2 Q附近或(pm pi/2a,0)和(0,pm pi/2a)附近伸缩模的软化。在2 Q附近的软化伴随着对应于所谓的4a周期条纹或4a* 4a周期棋盘状态的电荷波动的发展。然而,观察到的4a周期调制部分或2 Q部分的态密度是几乎对称的化学势与一个场景相矛盾,一个单一的2 Q或双2 Q电荷密度波的稳定后,完全软化的2 Q键拉伸模式是负责有序的条纹或棋盘状态。提出条纹态或棋盘态是一个单Q或双Q自旋密度波,其二次谐波效应可以解释态密度中几乎对称的2 Q部分.强的电子-声子相互作用对铜氧化物中d-γ波超导电性的发生没有或仅起很小的作用。
2007-01-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Numerical study of the isotope effect in underdoped high-temperature superconductors: Calculation of the angle-resolved photoemission spectra
本文用数值方法研究了同位素效应对未掺杂铜氧化物角分辨光电子能谱的影响。本文用无系统误差的图解蒙特卡罗方法计算了正常和同位素替代系统中tt 't“-J模型中单个空穴在与光学声子中强耦合区的Lehman谱函数。我们发现同位素效应是强烈的能量-动量依赖的,并且在中等耦合区被显著增强,而在强耦合区接近局域空穴模型的同位素效应。我们预测的影响,以及精细的细节的ARPES线形变化的强度。掺杂的情况下的影响进行了讨论。
2006-03-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Relevance of electron-lattice coupling in cuprates superconductors
通过面内穿透深度(λ ab})测量研究了氧同位素(^{16}O,^{18}O)和Y_{1-x} Pr_{x} Ba_{2} Cu_{3} O_{7-δ}的有限尺寸效应。超导畴的长度L_{c}沿c轴和λ_{ab}^{2}有明显的变化,当x=0,0.2和0.3时,相对同位素位移Δ L_{c} / L_{c} \approx Δλ_{ab}^{2}/λ_{ab}^{2} \approx -0.14。这揭示了超流、晶格畸变和非简谐声子之间的耦合的存在和相关性,其中涉及氧晶格自由度。
2003-02-20 cond-mat.supr-con
Polaron Effects on Superexchange Interaction: Isotope Shifts of $T_N$, $T_C$, and $T^*$ in Layered Copper Oxides
得到了磁性离子与中间阴离子的超交换耦合的一个简洁表达式,并考虑了磁性离子和中间阴离子的极化子效应。该表达式用于分析层状铜氧化物中三种温度下同位素位移行为的主要特征:尼尔温度($T_N$)、向超导态转变的临界温度($T_C$)和正常态赝能隙的特征温度($T^*$)。
2002-05-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dynamic charge inhomogenity in cuprate superconductors
非弹性X射线散射光谱的声子的$Δ_{1}$对称性,包括CuO键伸缩声子色散分析的洛伦兹拟合在HgBa $_{2}$ CuO $_{4}$和Bi $_{2}$ Sr $_{2}$ CuO $_{6}$,分别使用最近计算的声子频率作为输入参数。拟合得到的模态频率几乎都与计算值吻合得很好。一个例外是第二高的$Δ_{1}$ -分支损害键拉伸模式,这在两种化合物与计算不一致。与计算结果不同的是,该分支显示出在波矢$\vc{q}=\frac{2π}{a}(0.25, 0, 0)$周围具有最小值的异常软化。这种差异与计算结果,这是基于一个不受干扰的平移和点群不变的CuO平面的电子结构的假设,表明一些{ \it静态}电荷不均匀性在测量的探头。最有可能的是,这些将是沿着CuO键的电荷条纹,其具有与某些纵向键拉伸模式的最强耦合,所述纵向键拉伸模式又自洽地诱导相应的{ \it动态}电荷不均匀性。由动态和静态电荷不均匀性的混合引起的对称性破缺可以导致费米表面重构成小口袋。
2010-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
An Isotopic Fingerprint of Electron-Phonon Coupling in High-Tc Cuprates
角分辨光电子能谱与低能量可调光子沿节点方向的氧同位素取代Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8 + δ揭示了一个明显的氧同位素位移附近的电子-玻色子耦合的电子色散“扭结”。扭结位移的大小(几个meV)和方向是预期的,由于测量的声子频率的同位素位移,这也与理论预期一致。这表明声子作为主导参与者的参与,以及精确定位最相关的声子分支。
2008-08-09 cond-mat.supr-con