Discovery of an electronic crystal in a cuprate Mott insulator
氧化铜高温超导体普遍表现出多种形式的电子有序相，这些相破坏了CuO 2平面的固有平移对称性。这些有序和超导基态之间的相互作用，以及它们是如何通过掺杂莫特绝缘体而产生的，对于解码高温超导机制至关重要。多年来，在欠掺杂的铜酸盐中，发现了各种形式的电子液晶相，包括电荷/自旋条纹和无公度电荷密度波（CDW），它们出现在相关的金属基态中。早期的理论研究还预测了在非常轻掺杂的CuO 2平面的绝缘极限中出现库仑受挫的“电荷晶体”相。在这里，我们使用共振X射线散射，电子输运，和μ子自旋旋转测量，以充分解决电子和磁性的基态和搜索非常轻的空穴掺杂的铜氧化物从RBa 2Cu 3 O 7-d家庭（RBCO; R：Y或稀土）的电荷顺序的签名。从RBCO电影的X射线散射数据揭示了打破平移对称性更普遍比以前已知的，延伸到莫特极限。该电荷晶体状态的有序矢量与欠掺杂RBCO的电荷密度波线性相关，表明随着空穴掺杂的增加，前者是后者的前体。最重要的是，RBCO中的电荷和自旋序的共存表明，这种电子的自旋断裂状态是常见的CuO 2平面中的非常轻的掺杂制度。这些发现弥合了莫特绝缘状态和欠掺杂金属状态之间的差距，并强调了库仑受挫的电子相分离在所有铜酸盐中的突出作用。
2022-03-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting condensate residing on small Fermi pockets in underdoped cuprates
在掺杂母体莫特绝缘体后，铜酸盐中的费米面是如何形成的？它是由大桶还是小口袋组成的？哪一种是超导的原因？赝能隙的作用是什么？这些都是有争议的问题，对于理解高温超导性很重要。在这里，我们分析了铜氧化物层间隧穿的掺杂依赖性。我们观察到，随着掺杂的减少，超电流迅速下降，但在高偏压下的准粒子电阻几乎保持不变。这表明库珀对和准粒子电流源自布里渊区的不同部分：库珀对仅驻留在小口袋上，这些口袋随着掺杂的减少而逐渐缩小，但准粒子电流在桶的整个长度上积分，这些桶仅弱掺杂依赖。沿桶扩大的赝间隙区域对对电流没有贡献。这为赝能隙的非超导起源提供了直接证据。
2014-12-19 cond-mat.supr-con
Momentum space anisotropy in doped Mott insulators
我们研究了单空穴tt 't“J模型的数值计算，以解决掺杂莫特绝缘体中发现的动量空间各向异性。提出了一个简单的两带图象，用来理解不同动量态下自旋背景对掺杂空穴的屏蔽作用。在这幅图中，在欠掺杂铜氧化物超导体中通过实验观察到的结区和反结区之间的差异，来自局部能量考虑，并且相当于明确定义的准粒子行为和自旋-电荷分离相关现象之间的区别。
2005-04-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mottness at finite doping and charge-instabilities in cuprates
欠掺杂铜氧化物的非均匀态的本征不稳定性是相关材料物理的核心难题之一。莫特物理对铜氧化物的掺杂温度相图的影响是一个重大的问题，是激烈的理论和实验工作的主题。在这里，我们研究了超快电子动力学在原型单层Bi基铜氧化物在O-2 p $\rightarrow$ Cu-3d电荷转移（CT）过程的能量尺度。我们展示了一个清晰的CT激发的演变，从不相干和本地化，如在莫特绝缘体，相干和离域，如在传统的金属。这种重组的高能量自由度发生在临界掺杂p $_{cr}\simeq$ 0.16的温度无关，它可以很好地描述了动力学平均场论计算。我们认为，低温电荷不稳定性的发病是低能量的表现形式的基本莫特内斯的特征的p<p $_{cr}$区域的相图。这一发现为低掺杂铜氧化物的电荷有序和低温相理论提供了新的框架。
2017-06-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Roton Induced Modulations in Underdoped Cuprates as a Signature of Incipient Electronic Order
在过去的几年里，已经有测量的能量无关调制在欠掺杂铜氧化物通过扫描隧道显微镜。这些调制约4晶格常数发生在附近的涡旋核的样品和不具有超导性，并在赝隙制度的一些超导样品。最近，有人提出调制的起源是掺杂莫特绝缘体固有的电荷有序相。我们表明，即使系统没有电荷有序，接近这样的顺序将诱导调制在同一个订购波矢。这种调制是真实的或初始秩序的标志。我们构造基态波函数，其中包括竞争秩序的强波动，而没有秩序。他们表现出深roton最小值在波矢量的倒易晶格的初始顺序，由于接近的相变到电荷有序状态。这样的极小值反过来又会产生强烈的调制。此外，这种效应是通用的，并且每当电子系统接近结晶相时都会出现。即使电子系统还没有固化，这也会导致实验签名。这些特征将在稳定电子秩序的掺杂物附近无处不在。
2004-03-17 cond-mat.supr-con
Cuprates as doped U(1) spin liquids
从理论上探讨了低掺杂铜氧化物可看作掺杂U（1）自旋液体莫特绝缘体的观点。我们追求一个概念上明确的版本，这个想法，自然地结合了几个方面的现象学的铜酸盐。我们认为，低掺杂区可能会富有成效地讨论与U（1）自旋液体绝缘体和d波超导体之间的化学势调谐莫特跃迁的普遍物理。U（1）自旋液体中的去禁闭的精确表征是由守恒规范通量的出现提供的。这种额外的守恒定律至少在欠掺杂材料中近似成立。提出了可能探测到这种守恒规范通量的实验。
2004-06-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mechanism of formation of half-doped stripes in underdoped cuprates
使用变分蒙特卡罗方法与最近提出的条纹波函数，我们表明，强相关性包括在一个t-J型模型基本上所有必要的成分，形成这些条纹与调制的电荷密度，自旋磁化强度，和对场。如果考虑电子-声子耦合的微扰效应使空穴的有效质量或跳跃率重整化，我们发现在欠掺杂区$1/12\leqδ\leq1/8$中，平均在一个电荷调制周期中有一半空穴的半掺杂条纹是最稳定的，能量最大的。这与中子散射实验中的观察结果是一致的。我们还发现，长程库仑相互作用是不太有效的半掺杂条纹的形成。
2009-11-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping evolution of the electron-hole asymmetric s-wave pseudogap in underdoped high-Tc cuprate superconductors
本文将动力学平均场论应用于二维哈伯德模型，通过集团扩展，研究了高温铜氧化物超导体赝能隙态电子结构的掺杂演化。计算的单粒子激发光谱中的强欠掺杂制度显示出显着的电子-空穴不对称性，并揭示了一个“s波”赝隙，它显示在动量空间中的所有方向上的有限振幅，但并不总是在费米能级：间隙的能量位置强烈依赖于动量，特别是在节点区域，它高于费米能级。随着空穴掺杂的增加，赝能隙在动量空间中的任何地方都消失了。我们表明，起源和“s波”结构的赝隙可以归因于出现一个强散射表面，它出现在能量动量空间接近的莫特绝缘体。
2013-11-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of the additional second neighbor hopping on the spin dynamics in the t-J model
本文用费米子自旋理论研究了t-J模型中附加的第二近邻跃迁t'对自旋动力学的影响。虽然附加的第二近邻跳跃t'系统地伴随着动力学自旋结构因子和极化率的降低，但动力学自旋结构因子和极化率的定性行为与t-J模型的情况相同。在欠掺杂区，积分动力学自旋结构因子几乎与t'无关。
2000-06-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in doped triangular Mott insulators: the roles of parent spin backgrounds and charge kinetic energy
本研究通过密度矩阵重整化群计算，探究掺杂三角晶格Mott绝缘体中超导实现的前提，发现电荷动能与跳跃符号组合对超导等多种相的稳定起关键作用，且该作用与t₂/t₁比值相关。
2023-10-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A pure Hubbard model with demonstrable pairing adjacent to the Mott-insulating phase
我们引入了一个特殊的几何结构上的哈伯德模型，并考虑了在极端强耦合极限下，用微观数量的空穴掺杂高度自旋简并的Mott绝缘态的效果。其几何结构相当普遍，在每个超晶格顶点都有成对的原子位置，原子间的连接性非常不稳定：一维实现是一条边共享四面体链。唯一的模型参数是对内跳变矩阵元素与对间跳变矩阵元素的比率。如果对内跳跃可以忽略不计，那么引入微观数量的空穴会导致铁磁长冈基态。相反，如果对内跳跃与对间跳跃相当，则基态是具有短程自旋相关的低自旋。我们精确地解决了相关运动的一对孔在这样的状态，并发现，在1-D和2-D，它们形成一个绑定对的长度尺度上，随着结合能的减少而增加。这一结果与长期存在的高温超导体氧化铜平面中空穴运动问题有关：我们严格地证明了，在我们的阻挫几何中，空穴配对，并且仅由空穴运动产生短程低自旋态。
2003-02-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Type-II Bose-Mott insulators
玻色子形成的Mott绝缘态在固态He-4、冷原子系统、约瑟夫森结网络和欠掺杂的高温超导体中普遍存在。我们预言，在接近量子相变到超导态时，莫特绝缘体并不像通常认为的那样毫无特征。在三维空间中，有一个到低温状态的相变，在低温状态下，在外部电流的影响下，实现了由规则的“线”阵列组成的超导状态，每条线都携带量子化的超导通量。这种“II型莫特绝缘体“的预测是从场论的弱-强对偶性得出的，表明这种”电流晶格“是正常超导体中著名的磁通量的Abrikosov晶格的对偶。我们认为，这可以利用实验研究是否存在预成型的库珀对在高温超导体。
2012-09-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Consistent Theory of Underdoped Cuprates: Evolution of the RVB State From Half Filling
我们已经能够解决两个长期存在的问题，是中心的高Tc超导理论：（1）如何是掺杂区的物理连接到莫特绝缘体？(2)常态的二维性的起源是什么？具体来说，基于t-J模型，我们推导出一个重整化的哈密顿量来描述欠掺杂铜氧化物的性质。该理论被限制为同意在半填充的行为，这是很好地描述了玻色子RVB状态的Arovas和奥尔巴赫。移动的空穴被认为破坏了长程磁序，这导致了自旋能谱中的间隙。自旋间隙的存在使我们能够推导出一个约束的哈密顿量，它描述了子晶格保持跳跃的重整化holon和holon对，伴随着自旋单重流。在单重态凝聚，即赝能隙（与自旋能隙不同），温度T * 以下，holon形成无自旋费米液体，没有可观察到的小费米表面。在T * 以上，holon被定域化，产生一个（规范）绝缘体，我们将其与奇怪的金属相等同。Holon对跳跃导致了一个强大的d波超导体，它的对称性主要由半填充时RVB态的对称性决定。理论预测与核磁共振、隧穿和输运实验结果一致。值得注意的是，自旋能隙的存在为正常态的二维性提供了一个自然的解释。空穴掺杂和电子掺杂的铜氧化物之间的显着的不对称性也很容易解释。
2009-10-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Confinement-deconfinement interplay in quantum phases of doped Mott insulators
人们普遍认为，掺杂莫特绝缘体可以很好地用t-J模型表征。在t-J模型中，电子分馏是由相弦效应决定的。我们发现，在欠掺杂制度，反铁磁和超导相是双重的：在前者，holon被限制，而自旋取消罚款，和{ \it反之亦然}在后者。这两个相被一个新的相分开，即所谓的玻色绝缘相，在这个相里，holon和spinon都被解除限制。一对威尔逊圈被发现构成一套完整的序参量，确定这一零温相图。这些相位之间的量子相变被认为是非Landau-Ginzburg-Wilson型。
2011-03-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
4D-XY quantum criticality in a doped Mott insulator
基于最近的超洁净YBCO单晶的数据，提出了一种新的强欠掺杂铜氧化物超导体超流密度的唯象。这些数据的特点是令人困惑的偏离Uemura标度和下降的斜率T_c = 0量子临界点的接近。我们表明，这种行为可以理解的准粒子有效电荷的重整化的超导相的量子涨落所描述的（3+1）维XY模型。我们计算了超流密度及其斜率的重整化，解释了新的现象，并预测其最终消亡接近QCP。
2006-02-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of pseudogap formation on the penetration depth of underdoped high $T_c$ cuprates
在整个掺杂范围内的铜酸盐相图，重点是欠掺杂制度的渗透深度计算。伪间隙形成接近莫特过渡，掺杂低于量子临界点，内描述的共振价键自旋液体的基础上，它提供了一个ananimals的相干件的格林函数的模型。费米表面重建，这是一个必不可少的元素的模型，有很强的超流密度在T=0产生急剧下降的幅度的影响，但不改变斜率的线性低温变化。与最近的数据比较基于Bi的铜酸盐提供了验证的理论，并表明Gutzwiller因子捕获的相关性的影响，是必不可少的定性理解的数据。我们发现，Ferrell-Glover-Tinkham求和规则仍然成立，我们比较我们的结果与费米弧和节点液体模型。
2009-09-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Experimental observation of pseudogap in a modulation-doped Mott insulator: Sn/Si(111)-($\sqrt{3}\times \sqrt{3}$)-R30$^\textrm{o}$
在掺杂莫特绝缘体时，通常会出现不寻常的量子现象。利用低温扫描隧道显微镜结合分子束外延系统，研究了调制掺杂莫特绝缘体Sn/Si（111）-（$\sqrt{3}\times \sqrt{3}$）-R30 $^\textrm{o}$的电子结构.在欠掺杂区，我们观察到一个普遍的赝能隙开放周围的费米能级，它的变化不大的磁场和Sn空位的出现。赝能隙在高温下被涂掉，并随着莫特绝缘相的空间限制而改变大小。我们的研究结果，以及先前观察到的超导性在较高的掺杂水平，是非常令人联想到的掺杂氧化铜化合物的电子相图。
2021-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The emergence of global phase coherence from local pairing in underdoped cuprates
通过扫描隧道显微镜研究欠掺杂铜氧化物，发现棋盘格小格内的局域配对及内部条纹对超导至关重要，其空间占据超过阈值时涌现全局相位相干。
2023-06-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping the holographic Mott insulator
莫特绝缘体的形成是因为强烈的电子排斥，是强关联电子物理学的核心。传统上，这些被理解为由短程纠缠产物基态描述的电子的经典“交通堵塞”。利用全息对偶，映射到引力黑洞物理的紧密纠缠的物质的物理，我们展示了如何莫特绝缘体可以构造离开纠缠的非费米液态金属状态，如铜氧化物超导体中发现的奇怪的金属。这些“纠缠莫特绝缘体“与“经典”莫特绝缘体具有共同的特性，如在光学电导率中形成莫特能隙，超交换类相互作用，以及掺杂时形成“条纹”。它们还表现出新的特性：有序波矢量与晶胞中的电子数无关，直流电阻率随温度的变化以代数方式而不是指数方式发散。这些结果可能揭示了在欠掺杂铜酸盐中观察到的神秘有序现象。
2018-06-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Observation of a d-wave nodal liquid in highly underdoped Bi_2Sr_2CaCu_2O_{8+δ}
本文用角分辨光电子能谱研究了Bi_2Sr_2CaCu_2 O_{8+δ}中存在于零掺杂反铁磁莫特绝缘体和大掺杂超导体之间的非超导态的电子激发。我们发现，这种状态是一个节点液体的激发间隙成为零，只有在动量空间中的点。尽管表现出绝缘体的电阻率特性和不存在相干准粒子峰，这种材料具有与d波超导体相同的带隙结构。我们观察到一个平滑的演变的频谱跨越绝缘体到超导体的过渡，这表明，高温超导性出现时，量子相位相干建立在非超导节点液体。
2009-10-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge modulation in the background of depleted superconductivity inside vortices
本研究基于BDG和Gutzwiller形式，发现强关联d波超导体在欠掺杂区，次主导的电荷和键序使涡旋核从金属型转为绝缘型，并改变涡旋结构能谱，在涡旋中心形成电荷和键调制。
2024-09-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gapped commensurate antiferromagnetic response in a strongly underdoped model cuprate superconductor
本研究通过磁中子散射发现极低掺杂的模型铜氧化物$\mathrm{HgBa}_{2}\mathrm{CuO}_{4+δ}$的反铁磁响应在超导和赝能隙态中存在能隙且公度，为理解铜氧化物的自旋关联与超导机制提供了基准。
2024-12-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity from Flat Dispersion Designed in Doped Mott Insulators
探讨了掺杂莫特绝缘体增强超导不稳定性的途径。借助于对金属-绝缘体相变临界性的认识，提出了晶格结构的几何设计来控制不稳定性。一个指导方针是明确地使费米能级附近的平带色散，而不抑制两个粒子的通道。在一维模型中，数值研究表明，我们的有限范围跳跃的处方实现了自旋能隙和配对优势区的大幅度增强。我们还提出了几个多带系统，其中的配对是由位间库仑排斥驱动的。
1999-11-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of pseudogap on electronic anisotropy in the strain dependence of the superconducting $T_c$ of underdoped YBa$_2$Cu$_3$O$_y$
对于正交超导体，我们将热力学各向异性$N \equiv d T_c/d ε_{22} - dT_c/d ε_{11}$定义为超导体$T_c$如何随应变$ε_{ii}$、$i=(1, 2)$沿面内方向变化的差异。利用超声技术研究了欠掺杂YBa $_2$ Cu $_3$ O $_y$（YBCO）单晶中$N$的空穴掺杂（$p$）依赖性.虽然YBCO的结构正交性随着掺杂量的减少而单调降低，但我们发现，在中间掺杂水平下，热力学各向异性表现出有趣的增强，这是电子起源。我们的理论分析表明，电子各向异性的增强可能与电子谱中的赝能隙势有关，当接近Mott绝缘态时，赝能隙势本身也会增加。我们的结果意味着赝能隙由局部能量尺度控制，该局部能量尺度可以通过改变最近邻Cu-Cu键长来调节。我们的工作打开了可能性，应变工程的赝隙势，以提高超导\Tc。
2022-01-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ferroelectricity in underdoped La-based cuprates
在铜氧化物中掺杂一个反铁磁莫特绝缘体导致短程电子关联，并最终导致高Tc超导。然而，在轻掺杂的铜酸盐的电荷相关性的性质仍然不清楚。了解的中间电子相的相图（之间的父绝缘体和高Tc超导体），预计将阐明内部和外部的超导圆顶，特别是在欠掺杂区域的复杂性。其中一个阶段是铁电性，其起源和与高Tc超导体性质的关系是当前研究的主题。在这里，我们表明，铁电性和相关的磁电耦合实际上是常见的La-214铜酸盐，即La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$，La $_2$ Li $_x$ Cu $_{1-x}$ O $_4$和La $_2$ CuO $_{4+x}$。有人提出，铁电性的结果从本地CuO $_6$八面体扭曲，与掺杂剂原子和/或掺杂的载流子的集群，这打破了空间反转对称性在本地尺度，而磁电耦合可以通过Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用调谐。
2014-12-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pseudogap in Doped Mott Insulators is the Near-neighbour Analogue of the Mott Gap
我们表明，强耦合物理固有的绝缘Mott状态在2D中导致的化学势的跳跃掺杂和出现的赝隙的单粒子光谱低于一个特征温度。赝能隙的产生是因为任何不直接邻近空穴的单占据位点经历了等于$t^2/U$的最大能垒，其中$t$是最近邻跳跃积分，$U$是原位排斥。平均而言，在每个晶格位置具有至少一个作为近邻的孔之前，所得到的赝隙不能消失。这种效应在所有掺杂莫特绝缘体中的普遍存在表明，铜氧化物中的赝能隙有一个简单的起源。
2003-05-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhanced nematic fluctuations near an antiferromagnetic Mott insulator and possible application to high-$T_{c}$ cuprates
基于对强欠掺杂铜氧化物超导体向列性的广泛实验观察，我们研究了在具有Néel型反铁磁序的莫特绝缘体附近存在增强的磁涨落的可能性.通过在正方晶格上对同时包含Cu- $d$和O-$p$轨道的有效模型进行强耦合展开，我们证明了$p$ -轨道的四极涨落不可避免地在$d$ -轨道的自旋之间产生双二次耦合.我们的经典蒙特卡罗模拟和大- $N$计算揭示的关键点是，双二次项有利于局部条纹状的磁涨落，这导致增强的磁化率，在由有效海森堡交换$J$确定的温度范围内开始。我们讨论的影响，这种类型的磁谱和轮廓可能的影响，我们的理解向列性的铜酸盐。
2019-04-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase diagram of hard-core bosons on clean and disordered 2-leg ladders: Mott insulator - Luttinger liquid - Bose glass
一维自由费米子和硬核玻色子通常被认为是等价的。事实上，当粒子被限制在链上的最近邻跳跃时，它们不能交换自己，因此几乎不经历它们自己的统计。除了依赖于所谓的乔丹-维格纳弦的非对角相关性之外，实空间的可观测量对于链上的自由费米子和硬核玻色子是相似的。有趣的是，通过仅耦合两条链，从而形成一个两条腿的梯子，粒子交换成为允许的，并导致自由费米子和硬核玻色子之间完全不同的物理。本文采用解析（强耦合、场论、重整化群）和数值（量子蒙特卡罗、密度矩阵重整化群）相结合的方法，研究了两条腿的梯形几何中硬核玻色子跳跃的表面简单但非平凡的模型.在半填充时，虽然只有在大的链间跳跃tperp > 2 t时费米子才出现能带绝缘体，但只要tperp \neq 0通过Kosterlitz-无跃迁，玻色子就会出现莫特能隙。远离半填充，情况甚至更有趣，因为无间隙Luttinger液体模式出现在具有非平凡填充依赖的Luttinger参数1/2 \leq Ks \leq 1的对称扇区中。讨论了冷原子实验、磁场中的自旋梯以及无序效应的结果。特别是，量子相变，预计在有限的无序强度之间的一维超流体和绝缘玻色玻璃相。
2011-03-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
