Theoretical Study of $L$-edge Resonant Inelastic X-ray Scattering in La$_2$CuO$_4$ on the Basis of Detailed Electronic Band Structure
我们在详细的电子能带结构的基础上,理论上研究了高$T_c$铜氧化物超导体La $_2$ CuO $_4$的典型母体化合物中Cu $L_3$边的共振非弹性X射线散射(RIXS)。我们构建了一个现实的和精确的紧束缚模型,采用最大本地化的Wannier函数来自第一性原理电子结构计算,然后考虑到d电子之间的库仑排斥在每个Cu网站。在Hartree-Fock近似下描述反铁磁基态,并在随机相位近似(RPA)下考虑RIXS中间态的电子关联。计算的RIXS光谱符合实验观察到的功能,包括低能量磁振子激发,$d$ - $d$激发,和电荷转移激发,在很宽的激发能量范围。特别是,我们强调光子偏振依赖的重要性:磁振子激发的强度和$d$ - $d$激发的光谱结构不仅显著依赖于入射光子的偏振方向,而且还依赖于出射光子的偏振方向。结果表明,当入射光子和出射光子的偏振方向相互垂直时,单磁振子激发强度最大。
2015-08-19 cond-mat.str-el
Anomalous Dispersion of Longitudinal Optical Phonons in $\mathrm{\mathbf{Nd_{1.86}Ce_{0.14}CuO_{4+\bmδ}}}$ Determined by Inelastic X-ray Scattering
用非弹性X射线散射测定了$\mathrm{Nd_{1.86}Ce_{0.14}CuO_{4+δ}}$沿$[ξ,0,0]$方向的声子色散。与未掺杂的母体化合物相比,与Cu-O键伸缩和面外氧振动相关的两个最高纵向声子分支被转移到较低的能量。此外,在$\mathbf{q}=(0.2,0,0)$周围观察到键伸缩带的异常软化。这些特征为这种电子掺杂的高温超导体中强的电子-声子耦合提供了证据。
2002-01-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Resonant inelastic X-ray scattering study of spin-wave excitations in the cuprate parent compound Ca$_{2}$CuO$_2$Cl$_2$
用共振非弹性X射线散射方法,测量了未掺杂的铜氧化物Ca $_3$ CuO $_2$ Cl $_2$中沿$\langle$ 100 $\rangle$和$\langle$ 110 $\rangle$的自旋波色散.数据产生一个可靠的估计超交换参数$J$ = 135 $\pm$ 4毫电子伏,使用一个经典的自旋1/2 2D海森堡模型与最近邻相互作用,包括量子涨落。包括进一步交换相互作用增加估计$J$ = 141毫电子伏。磁布里渊区边界点(1/2,1,0)和(1/4,1,1/4)之间的40 meV色散表明该化合物中次近邻相互作用介于La $_{2}$ CuO $_4$和Sr $_2$ CuO $_2$ Cl $_2$中的值之间。由于低$Z$元素组成的Ca $_2$ CuO $_2$ Cl $_2$,目前的结果可以使一个可靠的比较与量子多体计算的预测,这将提高我们的理解的作用,磁激发和电子关联在铜酸盐。
2017-03-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Resonant Inelastic X-Ray Scattering from Valence Excitations in Insulating Copper-Oxides
我们报告的共振非弹性X射线测量绝缘La $_2$ CuO $_4$和Sr $_2$ CuO $_2$ Cl $_2$附近的Cu K吸收边的入射能量调谐。我们表明,在三阶微扰理论,表现出传入和传出的共振,并演示了如何从原始数据中提取的光谱函数的震动图片中的光谱得到很好的描述。我们得出结论,显示{ \bf q}依赖的电荷转移间隙的测量。
1999-06-16 cond-mat.str-el
Unraveling the Nature of Charge Excitations in La$_2$CuO$_4$ with Momentum-Resolved Cu $K$-edge Resonant Inelastic X-ray Scattering
精确对角化模型计算的结果揭示了与不同的拉曼损耗峰在铜$K$ -边缘共振非弹性X射线散射(RIXS)从La $_{2}$ CuO $_{4}$的状态的轨道特性。该模型包括必要的电子轨道,以突出非本地张-赖斯单线态,电荷转移和$d$ - $d$激发,以及顶端氧2 $p_z$字符的状态。这些激发的分散体进行了讨论,共振最终状态波函数映射的前景。一个良好的协议与实验强调了大量的多轨道字符的RIXS公司在能量转移范围1-6 eV。
2010-10-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Sharp optical phonon softening close to optimal doping in La$_{2-x}$Ba$_x$CuO$_{4+δ}$
我们报告了一个尖锐的Kohn异常的双简并铜氧键伸缩声子模式发生在$\mathbf{q}\mathrm{=(0.3, 0,0)}$在La $_{2-x}$ Ba $_x$ CuO $_{4+δ}$与$\mathrm{x=0.14\pm0.01}$,由于非弹性X射线散射的高$\mathbf{Q}$分辨率。当使用单模分析非弹性信号时,可以清楚地看到这种异常,但也与双模假设一致,这可能是由于对称性破缺条纹引起的简并模式的分裂。我们的观察表明,在接近最佳掺杂的超导系统中,这种效应在条纹传播矢量处持续存在。
2008-10-01 cond-mat.str-el
Analysis of Incident-Photon-Energy and Polarization Dependent Resonant Inelastic X-Ray Scattering from La$_{2}$CuO$_{4}$
我们提出了一个详细的分析的入射光子能量和偏振依赖的共振非弹性X射线散射(RIXS)光谱在铜$K$边缘的La $_{2}$ CuO $_{4}$。我们的分析是基于野村和五十岚开发的公式,它描述了一个产品的入射光子依赖因子和密度密度关联函数的3d状态的光谱。我们计算前者的因子使用$4p$的状态密度从从头计算能带结构和后者使用多轨道紧束缚模型内的Hartree-Fock近似和无规相位近似。我们获得的光谱丰富的结构中的能量损失范围2-5 eV,随不同的动量和入射光子能量,在半定量协议与最近的实验。我们澄清了这种变化的起源作为入射光子依赖因子和密度-密度关联函数的组合效应。
2008-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quasi-two-dimensional hole ordering and dimerized state in the CuO2-chain layers in Sr14Cu24O41
对由铜离子链和梯状结构组成的Sr $_{14}$ Cu $_{24}$ O $_{41}$进行了中子散射实验。我们观察到,从CuO $_2$链的磁激发有两个分支,这两个分支是弱色散沿$a$和$c$轴。$ω$ - $Q$色散关系以及强度可以通过随机相位近似合理地描述,其中次近邻铜自旋之间的二聚体内耦合$J$ =11 meV,沿c轴的二聚体间耦合$J_c$ =0.75 meV,以及沿a轴的二聚体间耦合$J_a$ =0.75 meV。二聚体结构表明准二维空穴有序,导致自旋为1/2的磁性Cu $^{2+}$和磁性Cu的有序化,形成Zhang-Rice单线态。我们还研究了Ca取代Sr对二聚体和空穴有序性的影响。
1998-08-08 cond-mat.str-el
Stripe order, depinning, and fluctuations in La$_{1.875}$Ba$_{0.125}$CuO$_{4}$ and La$_{1.875}$Ba$_{0.075}$Sr$_{0.050}$CuO$_{4}$
用中子散射方法研究了La $_{1.875}$ Ba $_{0.125}$ CuO $_{4}$单晶的条纹关联。在低温四方晶系(LTT)相内,在50 K以下观察到指示自旋和电荷条纹有序的超晶格峰。对于激发能$\hbarω\le12$毫电子伏,我们的特点是磁激发出现的无公度磁超晶格峰。在有序状态下,这些激发类似于自旋波。这些激发作为温度的函数,我们发现,有相对较小的变化{ \bf Q}-集成动态自旋极化率为$\hbarω\sim10$毫电子伏条纹顺序消失,然后作为结构从LTT转变到低温正交(LTO)相。在较低能量下的{ \bf Q}积分信号通过这些跃迁发生更显著的变化,因为它必须从有序状态转变为无序状态。我们认为,通过过渡的连续演化提供了直接的证据表明,在无序状态下的无公度自旋激发的动态电荷条纹的指标。热演化的一个有趣的特征是磁散射的不可逆性的变化。类似的行为观察到在测量上的单晶La $_{1.875}$ Ba $_{0.075}$ Sr $_{0.050}$ CuO $_{4}$ ;地图的散射强度在一个区域的反铁磁波矢量为中心,并在$\hbarω=4$毫微微电子伏测量的模型,以及复制的无序条纹与温度依赖的混合物的条纹间距。我们讨论了我们的研究结果的相关性,以了解在铜氧化物超导体的磁激发。
2004-03-16 cond-mat.str-el
Spin-spectral-weight distribution and energy range of the parent compound La$_2$CuO$_4$
本文在正方晶格上的哈伯德模型框架下,研究了最近在450 meV能量范围内的La $_2$ CuO $_4$(LCO)母体化合物的中子散射实验中的谱重分布。我们发现,高能质量扩展到约566,meV,并位于动量$[π,π]$附近.我们的结果证实,适用于LCO的$U/t$值在$U/t\in (6,8)$范围内。在动量$[π,0]$处,连续谱重量能量积分强度为零或极小。强度的这种行为与自旋波的行为一致,自旋波在$[π,0]$处被阻尼。
2012-01-28 cond-mat.str-el
Effect of local charge fluctuations on spin physics in the Neel state of La$_2$CuO$_4$
通过推导一个有效自旋模型,并利用Schwinger玻色子平均场理论研究了局域电荷涨落对Mott绝缘体自旋响应的影响。将其应用于La $_2$ CuO $_4$,我们表明,一个准确的拟合的磁振子色散关系,测量Coldea { \em等}。[Phys. Rev. Lett. { \bf 86},5377(2001)]是用Hubbard模型参数$U \approx 2.34 eV$和$t \approx 360 meV$获得的。这些参数导致交错磁化($m_s \approx 0.25$)、自旋波速度($c\approx 800 meV$)和自旋刚度($ρ_s \approx 24 meV$)的估计。特别是交错矩,以及有效的本地时刻重整化到较小的值相比,海森堡模型由于在哈伯德模型的本地电荷波动。动态结构因子在沿区域边界的连续介质中显示出相当大的权重,以及在高分辨率中子散射实验中可以观察到的次级峰。
2005-09-12 cond-mat.str-el
Temperature dependence of crystal field excitations in CuO
本文报道了用非共振非弹性X射线散射(IXS)谱研究氧化铜中电荷中性晶场(dd)激发的温度依赖性。由于一个非常高的能量分辨率(60 meV),我们观察到的dd激发光谱精细结构的温度之间的10-320 K的热效应。随着温度的升高,光谱明显变宽。我们分配的dd激发的温度依赖性相对较大的电子-声子耦合。
2013-10-24 cond-mat.str-el
Resonant inelastic X-ray scattering study of overdoped La$_{2-x}$Sr$_{x}$CuO$_{4}$
对重掺杂的La $_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuO $_{4}$样品进行了铜K吸收边的共振非弹性X射线散射(RIXS)研究,其中$x= 0.25$为$x= 0.25$,$x= 0.25$为0.30。我们观察到的电荷转移和分子轨道激发表现出共振的入射能量分别为$E_i= 8.992$和8.998 keV。从与以前的结果的比较,未掺杂和最佳掺杂的样品,我们确定的电荷转移激发能单调增加掺杂的增加。此外,与欠掺杂样品中的结果相反,RIXS光谱权重和吸收光谱的$E_i$依赖性在$E_i = 8.998$ keV处没有表现出明显的峰。低能($\leq 3$ eV)连续激发强度已被研究利用高能量分辨率为0.13 eV(FWHM)。在$(π~0)$和$(π~π)$处的RIXS曲线的比较表明,在过掺杂样品中,即使在$(π~π)$处也存在连续强度,而对于$x=0.17$样品,仅在$(0 ~0)$和$(π~0)$处报道了连续强度。此外,我们还发现在$(π~π)$和$(π~0)$位置处的连续强度之上的额外激发。
2005-12-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Circular dichroism in resonant inelastic x-ray scattering from birefringence in CuO
本研究通过Cu L3边RIXS观测CuO中磁与轨道激发的显著圆二色性,证明其可由含双折射的单离子散射振幅建模解释。
2025-01-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of low energy dispersive modes in un- derdoped (La, Nd) 2--x Sr x CuO 4
在欠掺杂的La $\_{2-x}$ Sr $\_x$ CuO $\_{4+δ}$(x=0.08)中,利用非弹性X射线散射(IXS)和非弹性中子散射(INS),我们发现了能量低于已知声子模的激发。在(La,Nd)$\_{2-x}$ Sr $\_x$ CuO $\_{4+δ}$中识别出9 meV的非色散激发,INS也观察到该非色散激发,其中40 $\%$ Nd取代。INS还确定了一个更低的能量色散模式,在低Q的Nd自由样品。这些模式是明显不同于纵向声学声子和对应的能量区中心模式测量光谱和条纹动力学。
2015-02-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of resonant inelastic x-ray scattering at the K edge in La$_2$CuO$_4$ - Multiple scattering effects -
基于Keldysh格林函数理论,建立了La $_2$ CuO $_4$中$K$边的共振非弹性X射线散射(RIXS)理论.在我们以前的分析(Phys.Rev.B71,035110(2005))中,在玻恩近似下处理了由芯-空穴势引起的散射,并且对$4p$带使用了粗模型态密度。我们改进的分析,考虑到在Cu 3 d-O $2p$带的多重散射,并通过使用一个现实的$4p$ DOS从频带计算。使用Nozières和De Dominant开发的时间表示来评估多次散射效应。发现多次散射效应使吸收系数中的$K$边峰作为光子能量的函数向较低能量区域移动,即激发$1s$电子到$K$边峰所需的光子能量降低。研究还发现,多次散射效应并不改变RIXS谱中的双峰结构,但作为能量损失的函数,其形状略有改变。这些发现表明,多重散射效应可以主要包括在核心能级能量的重整化和部分证明玻恩近似,导致未来的应用在三维系统的RIXS。
2007-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic excitations in stripe-ordered La$_{1.875}$Ba$_{0.125}$CuO$_4$ studied using resonant inelastic x-ray scattering
用Cu $L_3$边缘共振非弹性X射线散射(RIXS)研究了La $_{1.875}$ Ba $_{0.125}$ CuO $_4$(LBCO 1/8)中的电荷和自旋关联.在$(0.24,0)$的波矢处观察到静电荷有序(CO),并且通过测量该峰对入射X射线极化的依赖性来确认其电荷性质。然后测量LBCO 1/8中的顺磁激发,因为它通过CO波矢分散。在实验的不确定性内,没有观察到由于静态CO而引起的顺磁子的变化,并且顺磁子似乎与其他没有静态CO的铜氧化物中测量的顺磁子相似。鉴于条纹相关调制了电荷和自旋自由度,因此,由于CO,顺磁子可能会发生微妙的变化。因此,我们建议未来的RIXS测量,实现更高的能量分辨率和灵敏度,应执行这些影响的测试。
2013-05-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multiple Bosonic Mode Coupling in Electron Self-Energy of (La_2-xSr_x)CuO_4
沿(0,0)-($π$,$π$)波节方向的高分辨角分辨光电子能谱数据显示了欠掺杂(La $_{2-x}$ Sr $_x$)CuO $_4$样品在正常状态下的电子自能的精细结构。已经确定了能量为(40 $\sim$ 46)meV和(58 $\sim$ 63)meV的精细结构,以及能量为(23 $\sim$ 29)meV和(75 $\sim$ 85)meV的可能精细结构。这些观察结果表明,在LSCO中,与电子的耦合涉及不止一种玻色子模式。
2005-07-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Localized character of charge excitations for La$_{2-x}$Sr$_{x}$NiO$_{4+δ}$ revealed by oxygen $K$-edge resonant inelastic X-ray scattering
我们进行了共振非弹性X射线散射(RIXS)研究La $_{2-x}$ Sr $_{x}$ NiO $_{4+δ}$(LSNO)在氧$K$边缘的掺杂空穴的性质与电荷激发。空穴掺杂的镍酸盐的电荷激发被发现是几乎独立的动量转移,表明掺杂的空穴是强烈的本地化的字符。此外,能量位置的显著变化是温度依赖性的。观察到这些特征与高$T_{c}$铜酸盐La $_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuO $_{4}$(LSCO)的那些特征形成鲜明对比,其中离域掺杂空穴在CuO $_2$平面中形成具有相当大的动量依赖性的电荷激发。掺杂空穴的电荷激发的这种独特性质与材料的金属性一致,并且可能是由镍酸盐中强的电子-声子耦合和弱的量子自旋涨落引起的。
2020-10-05 cond-mat.str-el
The Persistence of High-Frequency Spin Fluctuations in Overdoped La$_{2-x}$Sr$_{x}$CuO$_{4}$ ($x$=0.22)
我们报告了一个详细的非弹性中子散射研究的集体磁激发的过掺杂超导La 1.78Sr 0.22CuO 4的能量范围为0-160 meV。我们的测量结果表明,过掺杂抑制强响应存在最佳掺杂的La 2-xSrxCuO 4,其峰值接近50毫电子伏。其余的响应是在无公度波矢的所有能源调查达到峰值。我们观察到一个强大的高频磁响应E >= 80毫电子伏,这表明显着的反铁磁交换耦合持续到过掺杂的部分的铜酸盐相图。
2007-06-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anisotropic dressing of charge-carriers in the electron-doped cuprate superconductor Sm(1.85)Ce(0.15)CuO(4) from angle-resolved photoemission measurements
对电子掺杂的铜酸盐Sm(1.85)Ce(0.15)CuO(4)的角分辨光电子能谱测量表明,由于多体相互作用,载流子的各向异性修整。最重要的是,沿区域边界的散射率饱和的结合能大于~200 meV,而沿对角线方向,它几乎线性增加的结合能在能量范围~150-500 meV。这些结果表明,沿对角线方向的多体相互作用是强大的带的底部,而沿带边界,他们变得非常弱的能量以上~200 meV。
2009-03-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic excitations of Sr$_3$Ir$_2$O$_7$ observed by inelastic neutron scattering measurement
在这篇短文中,我们首次报道了Sr $_3$ Ir $_2$ O $_7$中高能磁激发的非弹性中子散射(INS)研究。我们观察到$\sim$ 80 meV和$\sim$ 180 meV之间的激发。激发的峰值位置与由共振非弹性X射线散射(RIXS)测量确定的单个磁振子的色散一致。因此,我们的研究结果表明,INS和RIXS观察到相同的激发铱酸盐氧化物,在La $_2$ CuO $_4$。
2020-12-13 cond-mat.str-el
Hubbard-model description of the high-energy spin-spectral-weight distribution in La(2)CuO(4)
在具有有效最近邻转移积分$t$和在位排斥$U$的正方晶格上的Hubbard模型框架下,研究了最近几年在450 meV能量范围内的母体化合物La $_2$ CuO $_4$(LCO)的中子散射实验中的谱重分布.我们的研究结合了一些数值和理论的方法,包括,除了标准的治疗,密度矩阵重整化群计算的哈伯德圆柱体和一个合适的自旋激发的自旋方法。我们的研究结果证实,$U/8t$幅度适合LCO对应于中间$U$值小于带宽$8t$,我们估计为$8t \approx 2.36$ eV的$U/8t\approx 0.76$。这证实了传统的线性自旋波理论的不适用性。我们的理论研究为正方晶格上半满Hubbard模型中基态d波自旋对的出现提供了证据。这种配对仅适用于旋转电子自旋自由度,但它可以在空穴掺杂时在可能的电子d波配对形成中发挥作用。我们发现,更高的能量自旋谱权重延伸到约566 meV,位于和附近的动量$[π,π]$。在动量为$[π,0]$时,连续谱重量能量积分强度为零或极小。这种强度的行为与在最近的高能中子散射实验中观察到的自旋波的行为是一致的,它们在动量$[π,0]$处被阻尼。我们建议未来的LCO中子散射实验扫描450 meV和566 meV之间的能量和动量周围$[π,π]$。
2012-09-05 cond-mat.str-el
An Alternative Interpretation of the Magnetic Penetration Depth Data on Pr(2-x)Ce(x)CuO(4-y) and La(2-x)Ce(x)CuO(4-y)
我们重新研究了电子掺杂铜氧化物Pr(2-x)Ce(x)CuO(4-y)和La(2-x)Ce(x)CuO(4-y)的磁穿透深度数据。提出了在电子掺杂时在类带隙和类无节带隙行为之间的转变[参见,例如,M. Kim等人,物理修订版信函91,87001(2003)]可以是由于初始或弱反铁磁自旋密度波对d波超导态中的准粒子的散射。这一猜想得到了一些密切相关的电子掺杂铜氧化物的非弹性中子散射和角分辨光电发射实验的支持。
2006-03-19 cond-mat.str-el 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
Observation of phonons with resonant inelastic x-ray scattering
声子,晶格振动的量子力学表示,以及它们与电子自由度的耦合对于理解材料的热和电性质是重要的。第一次,声子已被测量使用共振非弹性X射线散射(RIXS)在氧化铜(CuO)的铜K-边缘。利用超短核孔寿命近似和精确对角化技术分析这些谱,我们可以解释基本的非弹性特征。相对光谱强度与电子-声子耦合强度有关。
2010-09-22 cond-mat.str-el
Two energy scales in the spin excitations of the high-T_c superconductor La$_{2-x}$Sr$_{x}$CuO$_{4}$
在铜氧化物中产生高温超导性的激发机制尚未确定。两个有希望的候选者是集体自旋激发和声子。最近反对自旋激发的一个论点是,它们无法解释电子光谱中看到的结构,如光电发射和隧道效应。在这里,我们使用非弹性中子散射证明,集体自旋激发在最佳掺杂的La $_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuO $_{4}$结构比以前认为的。激发具有两个分量的结构,低频分量最强约18 meV,更广泛的分量最强接近40-70 meV。第二个组件进行大部分的光谱重量和它的能量匹配的结构中看到的光电发射和隧道效应光谱在50-90毫电子伏的范围内。我们的结果表明,集体自旋激发可以解释准粒子光谱的特点,因此可能是最强的耦合激发。
2007-01-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Resonant inelastic x-ray scattering study of $α$-RuCl$_3$: a progress report
Ru M $_3$ -边缘共振非弹性X射线散射(RIXS)测量的RuCl $_3$与27 meV的分辨率揭示了自旋轨道激子没有明显的分裂。我们提取的自旋-轨道耦合常数($λ=154\pm2$毫微电子伏)和三角畸变场能量($\left|Δ\right|<65$毫微电子伏),支持$j_{\rm eff}=1/2$性质的RuCl $_3$。我们证明了M-边缘RIXS的可行性$4d$系统,它允许超高分辨率RIXS的$4d$系统,直到仪器L-边缘RIXS改善。
2019-08-03 cond-mat.str-el
Spin Fluctuation and Crystal Field Excitation of a Heavy Fermion Compound YbAgGe studied by Inelastic Neutron Scattering
在零磁场条件下,对一种新的重费米子化合物YbAgGe的多晶样品进行了中子非弹性散射实验。在12 meV的准弹性散射和晶体场激发进行了观察。在1.5K时,两个晶体的本征宽度都为0.9meV,在300 K时,本征宽度增加到3 meV左右。温度依赖性遵循在Kondo系统中通常观察到的γ_0 + Δ T ^(1/2)。并推导了晶体场参数。为了解释在12 meV处只观察到一个激发的结果,我们认为B22项应该是主要成分。
2004-07-21 cond-mat.str-el
Field-induced soft-mode quantum phase transition in La$_{1.855}$Sr$_{0.145}$CuO$_{4}$
高温超导体La $_{1.855}$ Sr $_{0.145}$ CuO $_{4}$的非弹性中子散射实验揭示了磁激发能隙$Δ$在垂直于CuO $_2$平面的磁场作用下连续减小。能隙在诱导长程无公度反铁磁有序所需的临界场处消失,为场诱导软模驱动的量子相变提供了有力的证据。
2009-02-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin dynamics and exchange interactions in CuO measured by neutron scattering
CuO的磁性涵盖了凝聚态物理中的几个当代主题,包括量子磁性、磁阻挫、磁致铁电性和轨道电流。在这里,我们报告极化和非极化中子非弹性散射测量,提供了一个全面的地图的合作自旋动力学在低温反铁磁(AFM)相的CuO在整个布里渊区。在高能量($E \gtrsim 100$ \,毫电子伏)的光谱显示连续的功能与des Cloizeax-皮尔逊分散一个理想的$S=\frac{1}{2}$海森堡原子力显微镜链。在较低的能量的光谱变得更加三维,我们发现,一个线性的自旋波模型海森堡原子力显微镜提供了一个非常好的描述的数据,允许准确地确定相关的交换常数在一个有效的自旋哈密顿CuO。在高温螺旋相,在测量的低能谱中有一些特征,我们不能用自旋模型再现。我们讨论了如何这些可能与磁致多铁性行为在这一阶段中观察到。
2018-04-05 cond-mat.str-el
Inelastic neutron scattering study of crystalline electric field excitations in the caged compounds NdT2Zn20 (T = Co, Rh, and Ir)
利用非弹性中子散射(INS)测量了Nd ~(3+)离子在双通道Kondo晶格NdT_2 Zn_(20)(T = Co,Rh,Ir)中的晶体电场(CEF)激发。在5 K下的INS测量中,在3.8和7.2 meV(T = Co)、3.1和5.8 meV(T = Rh)和3.0和5.3 meV(T = Ir)处观察到无色散激发。这是表现磁双通道近藤效应的必要条件。对于T = Co,在7.7 meV处观察到肩部,靠近中心为7.2 meV的CEF激发峰。肩是由于CEF的束缚态和低洼的光学声子激发。
2023-01-20 cond-mat.str-el
High-Temperature Charge-Stripe Correlations in La$_{1.675}$Eu$_{0.2}$Sr$_{0.125}$CuO$_4$
我们用共振非弹性X射线散射研究了La $_{1.675}$ Eu $_{0.2}$ Sr $_{0.125}$ CuO $_4$中的电荷条纹相关。通过区分弹性和非弹性散射,它表明,电荷条纹相关性之前的结构低温tetraxide相和运输定义的pseudogap发病。从电荷条纹的散射峰振幅衰减约为$T^{-2}$对我们的检测限。然而,面内积分强度大致保持与温度无关。因此,虽然在高温下的不可逆性显示出显着的大幅度增加,我们的结果是通过一个单一的散射成分解释。事实上,与其他条纹有序化合物(La $_{1.875}$ Ba $_{0.125}$ CuO $_4$、La $_{1.475}$ Nd $_{0.4}$ Sr $_{0.125}$ CuO $_4$和La $_{1.875}$ Sr $_{0.125}$ CuO $_4$)的直接比较表明,所有这些化合物的积分散射强度大致恒定。因此,我们的研究结果提供了一个统一的图片的La为基础的铜酸盐的电荷条纹有序。当La $_{1.675}$ Eu $_{0.2}$ Sr $_{0.125}$ CuO $_4$中的电荷关联超出低温四元相和赝隙相时,它们的出现预示着该化合物中的自发对称性破缺。
2020-05-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for an incommensurate magnetic resonance in La(2-x)Sr(x)CuO(4)
本文研究了沿c轴方向施加的磁场对La(1.82)Sr(0.18)CuO(4)超导体低能无公度磁涨落的影响。在零场条件下,当冷却到T_c以下时,在9 meV处的非公度峰在q上变尖。E. Mason等人,物理修订信函77,1604(1996)],被发现在q加宽时,10 T的字段被应用。所施加的场还导致散射强度移动到自旋间隙中。我们指出,在9毫电子伏的响应,虽然发生在不相称的波矢量,是可比的相称的磁共振在更高的能量在其他铜酸盐超导体。
2003-10-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The coherent {\it d}-wave superconducting gap in underdoped La$_{2-x}$Sr$_{x}$CuO$_4$ as studied by angle-resolved photoemission
我们目前的角度分辨光电子能谱(ARPES)数据中度欠掺杂的La $_{1.855}$ Sr $_{0.145}$ CuO $_4$在超导转变温度以下和以上的温度。与以前的研究不同,这种材料,我们观察到尖锐的光谱峰沿整个底层费米表面的超导状态。这些峰描绘出遵循简单的{ \it d}波形的能隙,最大超导能隙为14 meV。我们的结果是一致的一个单一的差距图片的铜酸盐。此外,我们的数据,甚至更欠掺杂的样品La $_{1.895}$ Sr $_{0.105}$ CuO $_4$也显示出尖锐的光谱峰,即使在波腹,与最大超导能隙的26 meV。
2008-07-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic Excitations in La2CuO4 probed by Indirect Resonant Inelastic X-ray Scattering
最近的实验表明,间接共振非弹性X射线散射(RIXS)可能提供一个探针的横向自旋动力学的La $_2$ CuO $_4$。我们详细介绍了一个系统的扩展相关的磁RIXS截面使用超短芯孔寿命(UCL)近似。我们计算了UCL展开式的首阶散射强度及其动量依赖关系。散射是由于两个磁振子的过程,并计算内的线性自旋波扩展的海森堡自旋模型为这种化合物,包括更长的范围和循环自旋相互作用。我们观察到,后面的条款中的哈密顿增强的第一时刻的频谱,如果他们加强反铁磁有序。理论谱与实验数据吻合得很好,包括观察到转移动量${\bf q} = (0,0)$和${\bf q} = (π,π)$的散射强度为零。我们表明,在有限的温度下,有一个额外的单磁振子的散射贡献与$T^3$的光谱权重成正比。我们还计算了UCL近似的主要修正,发现它们很小,从而为UCL结果奠定了坚实的基础。所有这一切都明确地指出,在La $_2$ CuO $_4$中观察到的低温RIXS强度是由于双磁振子散射。
2008-04-21 cond-mat.str-el
4f-spin dynamics in La(2-x-y)Sr(x)Nd(y)CuO(4)
为了研究低能Nd的4f自旋动力学,我们在La(2-x-y)Sr(x)Nd(y)CuO(4)上进行了非弹性磁中子散射实验。在所有的样品中,我们发现在高温下的准弹性线(洛伦兹)的线宽降低的温度。准弹性线宽γ/2(T)的温度依赖性可以用Orbach过程来解释,即通过晶体场激发和声子之间的耦合的弛豫。在低温下,Nd-4f磁响应S(Q,ω)与CuO(2)-层的电子性质相关。在绝缘体La(2-y)Nd(y)CuO(4)中,准弹性线在80 K以下消失,出现非弹性激发。这直接表明了由于Cu磁矩的静态反铁磁序导致Nd 3+基态Kramers二重态的分裂。在La(1.7-x)Sr(x)Nd(0.3)CuO(4)(x = 0.12,0.15,0.18)和La(1.4-x)Sr(x)Nd(0.6)CuO(4)(x = 0.1,0.12,0.15,0.18)中,超导电性被强烈抑制。在这些化合物中,我们观察到一个与温度无关的高斯型宽准弹性线。这表明不同的Nd站点上的各种内部字段的分布,并解释在条纹模型的框架。在La(1.8-y)Sr(0.2)Nd(y)CuO(4)(y = 0.3,0.6)中,即使在最低温度下也没有观察到这种准弹性展宽。
1999-08-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of a 500meV Collective Mode in La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$ and Nd$_2$CuO$_4$
利用共振非弹性X射线散射,我们报告了一个以前未观察到的模式在激发光谱的La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$在500毫电子伏。该模式在倒易空间中的($π$,0)点附近达到峰值,并且观察到远离该点时软化和加宽。研究了x=0、0.01、0.05和0.17的样品。新的模式被发现是迅速抑制与增加Sr含量,是不存在的$x$ =0.17,在那里它被取代的连续激发。该峰仅在入射X射线偏振垂直于CuO平面时观察到,并且也存在于Nd $_2$ CuO $_4$中。我们提出了可能的解释这种激励。
2007-09-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic spectrum of the two-dimensional antiferromagnet La2CoO4 studied by inelastic neutron scattering
我们报告测量的层状反铁磁体La 2CoO 4的磁激发光谱的飞行时间中子非弹性散射。在我们的实验中探测的能量范围内(0-250 meV)的磁谱由自旋波模式与强大的面内色散延伸到60 meV,和一个几乎无色散峰在190 meV。自旋波模式沿磁区边界表现出小的(~1 meV)色散。我们表明,磁谱可以很好地描述由海森堡反铁磁体,包括完整的自旋和轨道自由度的Co 2+在轴向扭曲的晶体场的模型。集体磁动力学被发现控制占主导地位的最近邻交换相互作用,强XY样单离子各向异性和大量的未淬灭的轨道角动量。
2010-11-25 cond-mat.str-el
High-energy magnon dispersion in the half-filled Hubbard model: A comparison with La$_2$CuO$_4$
利用量子蒙特卡罗方法和单模近似研究了二维半满Hubbard模型和声子耦合海森堡模型中的磁振子色散。我们发现在含$U/t< 8$的哈伯德模型中,高能磁振子色散与在${La}_2{CuO}_4$中的非弹性中子散射实验中观察到的相似。另一方面,我们的研究二维海森堡模型耦合到动态光学键声子,未能再现实验色散。这些结果可以解释为中间体$U/t$和铜酸盐材料中的电荷波动的证据。
2002-05-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic field effect on the superconducting magnetic gap of Nd{1.85}Ce{0.15}CuO4
在高相对磁场强度(H/Hc 2 ~ 50%)下,对典型的电子掺杂材料Nd{1.85}Ce{0.15} CuO 4进行的非弹性中子散射测量表明,超导磁隙中存在简单的线性磁场效应,并且不存在场致隙内态。外推的间隙闭合场值与上临界场Hc 2一致,并且高场响应类似于顺磁正常态。
2006-04-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Refined Spin Wave Model and Multi-magnon Bound States in $Li_{2}CuO_{2}$
本文利用非弹性中子散射在铁磁链化合物Li₂CuO₂中确定了J₁-J₂ XXZ自旋链模型参数,并发现双磁振子及可能的三磁振子束缚态,揭示了交换各向异性对束缚态的稳定作用及其非常规温度行为。
2023-08-09 cond-mat.str-el
Transverse Magnetic Anisotropy in Mn12-acetate: Direct Determination by Inelastic Neutron Scattering
一个高分辨率的非弹性中子散射(INS)研究全氘代锰$_{12}$ -醋酸盐提供了最准确的自旋哈密顿参数,这个原型单分子磁铁至今。Mn $_{12}$ -簇偏离轴对称性,在模型哈密顿量中的非零菱形项导致与观察到的INS峰的位置和强度的极好的一致性。以下参数集提供了与实验数据的最佳一致性:$D=-0.0570(1)$ meV、$B_{4}^0=-2.78(7)\cdot 10^{-6}$ meV、$B_{4}^4=-3.2(6)\cdot 10^{-6}$ meV和$\mid$ \textit{E} $\mid =6.8(15)\cdot 10^{-4}$ meV。晶体位错不是对称性降低的可能原因。相反,这项研究提供了强有力的支持,最近提出的模型,这是基于存在几个分子异构体与不同的自旋哈密顿参数。
2004-07-09 cond-mat.str-el
Comment on `Oxygen vacancy-induced magnetic moment in edge-sharing CuO$_{2}$ chains of Li$_{2}$CuO$_{2}$'
在最近一项致力于Li $_{2}$ CuO $_{2}$磁性的研究中,Shu等人[New J. Phys. 19(2017)023026]提出了一种“简化的”无阻微观模型,该模型与几十年来的先前工作所完善的模型有很大不同。我们表明,该模型是在与已知的实验数据,包括已报道的磁化率$χ(T)$数据高达550~K的不一致。使用8 $^{\rm th}$阶高温膨胀的$χ(T)$,我们表明,Li $_{2}$ CuO $_{2}$的实验数据是一致的先前模型来自非弹性中子散射(INS)研究。我们还建立了$T$ -范围的有效性居里-外斯定律的实际阻挫磁系统。我们认为,知识的长程有序磁结构$T<T_N$和$χ(T)$在一个有限的$T$范围内提供的信息不足,以提取所有相关的耦合在挫折磁铁的饱和场和INS数据也必须用来确定几个交换耦合,包括弱,但决定性的挫折反铁磁(AFM)链间耦合。
2018-06-14 cond-mat.str-el
Angle-resolved photoemission spectroscopy study of HgBa$_{2}$CuO$_{4+δ}$
HgBa $_{2}$ CuO $_{4+δ}$(Hg 1201)已被证明是用于散射、光学和输运实验的模型铜酸盐,但由于不存在电荷中性解理面,角分辨光电子能谱(ARPES)数据仍然缺乏。我们报告在实现准粒子可以观察到在费米面的近节区域的实验条件的进展。测量了d波超导能隙,发现其最大值为39 meV。在低温下,在节点色散在费米能级以下约51 meV处检测到扭结,该能量不同于具有可比T $_c$的其他铜酸盐。这里测量的超导能隙、费米面和节带重正化为其他实验探针提供了重要的动量空间补充。
2014-02-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Determining the Short-Range Spin Correlations in Cuprate Chain Materials with Resonant Inelastic X-ray Scattering
本文报道了量子磁自旋链材料Li_2CuO_2和CuGeO_3的高分辨共振非弹性软X射线散射研究。通过将入射光子能量调谐到氧K边缘,对于两种材料,清楚地解决了约3.5eV能量损失的强激发。比较实验数据的多体计算,我们确定这种激发作为一个张赖斯单线态激子相邻的CuO 4-plaquettes。我们表明,这种高能量激子相关的非弹性散射的强烈的温度依赖性,使探测短程自旋相关的1毫电子伏的规模具有突出的灵敏度。
2012-11-08 cond-mat.str-el
Impurities in weakly coupled quantum spin chains Sr$_{2}$CuO$_{3}$ and SrCuO$_{2}$
利用非弹性中子散射、比热和体磁化测量方法研究了非磁性Zn $^{2+}$(自旋$0$)和磁性Ni $^{2+}$(自旋$1$)杂质对准一维自旋$1/2$海森堡反铁磁体Sr $_{2}$ CuO $_{3}$基态和低激发态的影响.我们发现,1 \% Ni $^{2+}$掺杂在Sr $_2$ CuO $_3$的自旋子激发中的一个相当大的自旋间隙的结果,类似于Ni掺杂的SrCuO $_2$以前报道的情况[参考文献1]。然而,在此为了比较而研究的SrCuO $_2$中类似水平的Zn $^{2+}$掺杂没有揭示任何自旋能隙的迹象。发现在Zn $^{2+}$和Ni $^{2+}$杂质的存在下,磁有序温度被抑制,然而,发现由于Ni $^{2+}$的抑制率比Zn $^{2+}$显著得多。研究了磁场对有序化温度的影响。我们发现,随着磁场的增加,不仅磁有序温度逐渐升高,而且与磁有序相关的比热反常的大小也逐渐增大,这可以定性地理解为是由于场诱导的量子涨落的抑制。
2017-06-05 cond-mat.str-el
Magnetic excitations of the spin-1/2 tetramer substance Cu$_2$$^{114}$Cd$^{11}$B$_2$O$_6$ obtained by inelastic neutron scattering experiments
我们对Cu $_2$ $^{114}$ Cd $^{11}$ B $_2$ O $_6$粉末进行了非弹性中子散射实验。低温下的磁激发类似于有序状态下相互作用的自旋1/2四聚体的磁激发。高于3 meV的弱激发表明,在常压和零磁场下,Cu $_2$ CdB $_2$ O $_6$中出现了Higgs模.我们评估了四聚体内相互作用的$J_1 = 27.3 \pm 1.0$和$J_2 = -14.0 \pm 1.4$ meV以及四聚体间相互作用的$J_3 = -0.4 \pm 0.2$和$J_4 = 1.4 \pm 0.2$ meV。在孤立的自旋四聚体的自旋间隙计算为1.6 meV,这是小于有效的四聚体间的相互作用值($3.6 \pm 0.8$ meV)。因此,反铁磁长程有序是可能的,虽然孤立的自旋四聚体的基态是自旋单重态。我们讨论了磁激发的温度依赖性。
2015-09-04 cond-mat.str-el
Inelastic neutron scattering study on the AFM uniform spin-1/2 chain compound CuSb2O6
National Institute for Materials Science (NIMS)(物质材料研究机构);Ochanomizu University(御茶水女子大学);The University of Tokyo(东京大学);High Energy Accelerator Research Organization (KEK)(高能加速器研究机构);J-PARC Center(日本质子加速器研究中心);The Graduate University for Advanced Studies SOKENDAI(综合研究大学院大学);University of Tsukuba(筑波大学)
通过中子散射研究CuSb2O6的磁激发,发现1.8-13 meV能量范围内存在间隙,间隙源于自旋波各向异性,理论模型解释了磁激发特性。
2026-04-17 cond-mat.str-el
Ultrafast time-resolved x-ray scattering reveals diffusive charge order dynamics in La$_{2-x}$Ba$_x$CuO$_4$
电荷序在高温$_c$铜酸盐中是普遍的,但它与超导性的关系还没有建立。人们普遍认为,虽然静态有序与超导性竞争,但动态有序可能是有利的,甚至有助于库珀配对。我们利用时间分辨共振软X射线散射研究了原型铜酸盐La $_{2-x}$ Ba $_x$ CuO $_4$中电荷序的集体动力学。我们发现,在能量尺度$0.4$ meV $ \lesssim ω\lesssim 2$ meV,激发过阻尼,并通过布朗扩散传播。在低于0.4 meV的能量尺度下,电荷序表现出动态临界缩放,显示出由拓扑缺陷传播引起的普遍行为。我们的研究表明,电荷序是动态的,因此可能有形地参与超导电性。
2018-09-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Highly dispersive magnons with spin-gap like features in the frustrated ferromagnetic S=1/2 chain compound Ca2Y2Cu5O10 detected by inelastic neutron scattering
我们报告的非弹性中子散射实验在Ca 2 Y2 Cu 5 O 10和映射出完整的一个磁振子分散扩展到一个创纪录的值为53毫电子伏的受抑铁磁(FM)边缘共享氧化铜链(FFESC)铜酸盐。一个均匀的自旋1/2链模型与FM最近邻(NN),反铁磁(AFM)的次近邻(NNN)inchain,和两个对角AFM链间耦合(IC)内分析线性自旋波理论(LSWT)再现以及观察到的沿链和弱的垂直分散。比率R=| J_{a2} / J_{a1}| FM NN和AFM NNN耦合的平均值为~0.23,接近单链中分离铁磁和反铁磁相关螺旋磁基态的临界点Rc=1/4,而耦合链的Rc>0.25,即使对于相对较弱的IC也有相当大的上移。虽然所测量的分散体可以通过均匀LSWT来描述,但散射强度似乎在~11.5和~28 meV处大大降低。在11.5毫电子伏的间隙状功能是由于磁振子-声子耦合,而基于DMRG模拟的动态结构因子的间隙在28毫电子伏被认为是干部分从量子效应由于AFM IC。另一个贡献是归因于内在的超结构从扭曲的不相称图案的CaY阳离子链相邻的CuO 2的。它产生了不等价的CuO 4单元和Cu-O-Cu键角Φ和所有交换积分的分布。用齐次LSWT拟合的J值被视为平均值。FFESC铜酸盐中FM NN积分J1=24 meV的记录值可以用非普适Φ(不是90 °)来解释。和Cu-O键长相关的各向异性平均FM Cu-O交换K_…
2019-10-08 cond-mat.str-el
Resonant inelastic x-ray scattering study of charge excitations in La2CuO4
用共振非弹性X射线散射研究了绝缘La $_2$ CuO $_4$中电荷转移激发的色散关系。这些数据揭示了两个峰,这两个峰都显示出二维特征。最低能量激发在区中心处具有$\sim 2.2$ eV的带隙能量和$\sim 1$ eV的色散。该模式的谱权重在($π$,$π$)附近显著变小。第二个峰显示较小的色散($\sim 0.5$ eV),其区域中心能量为$\sim 3.9$ eV。我们认为,这些都是高色散激子模式阻尼的存在下的电子-空穴连续。
2002-06-27 cond-mat.str-el
Intraplanar Magnetic Excitations in Na0.5CoO2: An Inelastic Neutron Study
非弹性中子散射测量映射的面内磁相互作用的Na 0.5CoO2揭示了分散的激发点以上的能隙Eg = 11.5(5)meV的超结构布拉格反射。激发是高度阻尼的,随着能量的增加而变宽,并且在hw ~ 35 meV时消失,这强烈表明磁性是巡回的。倾斜到交流平面的Eg值减少了25%,这表明沿c的色散是显着的,磁相关性是三维的,在较高的掺杂水平。
2006-08-11 cond-mat.str-el
Dispersive spin excitations in highly overdoped cuprates revealed by resonant inelastic x-ray scattering
利用共振非弹性X射线散射(RIXS)在铜$L$吸收边,我们已经观察到强烈的,分散的自旋激发在高度过掺杂的Tl $_2$ Ba $_2$ CuO $_{6+δ}$(超导$T_c =6$ K),一种化合物,其正常状态的电荷传输和热力学性质已被广泛研究,并显示出典型的费米液体行为。补充RIXS实验上稍过掺杂的Tl $_2$ Ba $_2$ CuO $_{6+δ}$($T_c =89$ K)和Y $_{1-x}$ Ca $_{x}$ Ba $_2$ Cu $_3$ O $_{6+δ}$化合物跨越广泛的掺杂水平表明,这些激发表现出的能量和能量积分光谱权重密切类似的反铁磁振子在未掺杂的铜酸盐。令人惊讶的共存费米液体的电荷激发和高能量的自旋激发,让人想起反铁磁绝缘体在高度过掺杂的化合物提出了挑战,目前的理论模型的铜酸盐。
2013-03-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con