Doping dependence of an n-type cuprate superconductor investigated by ARPES
本文用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了n型铜氧化物超导体Nd_2-xCe_xCuO_4从半填充Mott绝缘体到T_c= 24 K超导体的掺杂效应。在Nd_2CuO_4中,我们首次发现了电荷转移带(CTB)。随着电子的掺杂,这种特征的强度降低,并伴随着近E_F谱权的形成。在低掺杂时,费米表面是一个以(pi,0)为中心的电子袋(体积~ x)。进一步的掺杂导致以(pi,pi)为中心的新的空穴状费米表面(体积~ 1+x)的产生。这些发现揭示了莫特间隙,其掺杂的演变,以及n型铜氧化物的异常输运性质。
2002-07-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Accurate theoretical fits to laser ARPES EDCs in the normal phase of cuprate superconductors
Anderson最近提出了高温超导体中T_c以上奇异金属态的理论。[arXiv:cond-mat/0512471]它是基于这样的想法,即不寻常的输运性质和谱函数是由强Mott-Hubbard相互作用引起的,并且可以通过使用Gutzwiller投影的形式装置来计算。在参考文献1中,安德森只计算了隧道谱和红外电导率的幂律指数。他计算了角分辨光电子能谱(ARPES)中的能量分布曲线(EDCs),但当这些曲线与当时最好的ARPES测量结果完全不同时,他感到沮丧,并且没有包括它们。在这封信中,我们将这个模型计算的光谱函数与Dessau小组的新激光ARPES数据进行了比较,发现这些数据以前所未有的精度捕捉到了实验EDCs的形状,并且原则上只有一个自由参数。
2007-07-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Role of strong correlation in the recent ARPES experiments for cuprate superconductors
受最近铜氧化物光电子能谱实验的启发,对强关联超导态的低激发进行了数值研究。据观察,沿节点方向,这些低洼的单粒子激发表现出线性的动量依赖性的范围很广的激发能,因此,他们不提出一个扭结状的结构。节点费米速度$v_{\rm F}$,以及其他可观的,直接从计算的色散系统地评估,他们被发现比较好与实验。有人认为,$v_{\rm F}$的参数依赖性定量解释了一个简单的图片的重整化费米速度。
2004-12-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Matrix Element and Strong Electron Correlation Effects in ARPES from Cuprates
我们讨论了我们最近的工作有关的ARPES(角分辨光电子能谱)光谱从铜酸盐的选定结果。我们的重点是发展的ARPES矩阵元素和强电子相关性在分析光强度的影响的理解。通过对Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$(Bi 2212)的模拟,我们发现ARPES基质元素具有显著的选择性,通过调节光子能量和偏振态,可以增强成键或反键态的发射.此外,在低光子能量(低于25 eV)下,费米面(FS)发射由CuO $_2$平面中的仅O原子的跃迁主导。在强关联效应方面,我们考虑了掺杂的FS的Nd $_{2-x}$ Ce $_x$ CuO $_{4\pmδ}$(NCCO)的$t$ - $t'$ - $U$哈伯德模型哈密顿量的演变。因此,我们描绘如何FS演变的电子掺杂从绝缘状态NCCO。Mott赝能隙在最佳掺杂附近坍塌,表明存在相关的量子临界点。
2004-03-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Influence of the Third Dimension of Quasi-Two-Dimensional Cuprate Superconductors on Angle-Resolved Photoemission Spectra
角分辨光电子能谱(ARPES)在分析严格的二维(2D)材料时表现出显着的简化,但即使是最各向异性的物理系统也显示出一些残余的三维性。在这里,我们演示了如何第三个维度体现在准二维材料的ARPES光谱考虑的例子,铜酸盐铋$_2$锶$_2$钙铜$_2$ O $_{8}$(Bi 2212)。胞间,层间跳跃,这是负责$k_z$色散的频带,被发现诱导一个不可约的扩大的ARPES线的形状与特征依赖于面内动量$k_\parallel$。我们的研究表明,ARPES线型可以提供一个直接的光谱窗口,通过检测这种新的增宽机制,建立在材料中的相干c轴电导率的存在,并承担通过ARPES实验在新材料中的2D到3D交叉和赝能隙和条纹物理的理解。
2004-07-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thermodynamic and transport properties of underdoped cuprates from ARPES data
讨论了高- $T_{\textrm{c}}$铜酸盐的光电子能谱与其热力学和输运性质的关系。比较了费米能级上的准粒子密度($E_\mathrm{F}$)与电子比热系数$γ$的掺杂依赖关系,以及准粒子密度($E_\mathrm{F}$)与面内、面外超流密度的掺杂依赖关系.我们已经估计了欠掺杂的铜氧化物的电阻率的动量分布曲线(MDC)在$E_\mathrm{F}$在节点方向。MDC宽度的温度依赖性也与电阻率的温度依赖性一致。
2004-01-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous doping evolution of nodal dispersion revealed by in-situ ARPES on continuously doped cuprates
利用原位角分辨光电子能谱研究了高温超导体Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+x}$连续掺杂表面结色散的系统掺杂演化.我们发现,节点色散有三个部分分开的两个扭结,位于~10 meV和大约70 meV,分别。这三个段具有不同的带速和不同的掺杂依赖性。特别是,高能量段的速度随着掺杂水平的降低而单调增加,甚至可以超过裸带速度。我们建议,电子分馏是一个可能的原因,这种异常的节点色散,甚至可能发挥关键作用,在理解的奇特性质的铜酸盐。
2019-07-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Angle-resolved photoemission in high Tc cuprates from theoretical viewpoints
角分辨光电子能谱(ARPES)技术随着能量和动量分辨率的提高而得到迅速发展。该技术已被确立为研究高Tc铜氧化物超导体的最有力的工具。我们回顾了最近的ARPES数据的铜氧化物从理论的角度来看,重点是系统的演化的光谱权重附近的动量(π,0)从绝缘体过掺杂系统。本文还评述了电荷条纹对ARPES谱的影响。讨论了最近在理解超导态和赝能隙现象方面所做的一些实验和理论工作。
2000-02-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Direct evidence of light-induced phase-fluctuations in cuprates via time-resolved ARPES
本文利用时间分辨ARPES直接探测最佳掺杂Bi-2212中光致序参量相位变化,通过追踪相位敏感杂化能隙的超快响应并结合理论建模,证明相位涨落是铜氧化物非常规超导相非热响应的主导因素。
2025-05-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Through a Lattice Darkly -- Shedding Light on Electron-Phonon Coupling in the High T$_c$ Cuprates
电子-声子耦合在传统BCS超导中扮演着核心角色,但在高温超导铜氧化物的相图中却扮演着更为微妙的角色。铜氧化物的复杂性增加,可能有许多竞争相,包括电荷,自旋,轨道和晶格有序,使得梳理出任何独特的现象具有挑战性。在这篇综述中,我们提出了我们的工作,利用角分辨光电子能谱(ARPES),探讨的作用,晶格及其对价带电子结构的铜酸盐。我们提供了一个介绍的ARPES技术和它的独特能力,探测玻色子重整化(或“扭结”)的影响,近E $_F$能带结构。我们的调查开始与无处不在的节点铜酸盐扭结导致的方式同位素取代已经摆脱了一个关键的新视角的作用和强度的电子-声子耦合的建立。我们继续与最近发表的工作之间的连接声子色散与非弹性X-射线散射(IXS)和扭折的位置观察到的ARPES节点附近。最后,我们提出了最近和正在进行的ARPES工作,研究如何通过化学压力诱导应变提供了一个潜在的有前途的途径,了解更广泛的作用,晶格的超导相和更大的铜酸盐相图。
2010-05-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Angle-Resolved Photoelectron Spectroscopy Studies of the Many-Body Effects in the Electronic Structure of High-Tc Cuprates
在一个扩展的介绍之后,本文考虑了BSCCO的电子性质和最近在理解这种材料的电子结构方面的进展。这部分工作的主要结果是格林函数模型,后来用于计算两粒子激发光谱。然后,讨论了铜酸盐光电子能谱中的矩阵元素效应,重点讨论了最近发现的ARPES谱的异常行为,该行为部分源于动量相关光电子能谱矩阵元素。的动量和激发能的异常高能量色散,称为“瀑布”的依赖性,包括在充分的细节。最后,工作描述了ARPES与其他实验方法,如INS光谱学的关系。对于最佳掺杂的双层Bi基铜氧化物,在基于无规相位近似(RPA)的巡游模型下,利用ARPES数据计算了超导态下的重整化两粒子关联函数.此外,同样的方法的其他两个应用程序简要概述:ARPES的关系FT-STS,和费米面的嵌套特性在二维电荷密度波化合物。
2008-07-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pairing origin of the pseudogap as observed in ARPES measurement in the underdoped cuprates
我们发现,电子配对是必不可少的发展的前沿间隙中观察到的ARPES测量在欠掺杂的铜氧化物,即使明确的证据,为违反粒子-空穴对称性的电子光谱。为了支持这一论断,我们研究了扩散反铁磁(AF)自旋涨落散射下的电子光谱,这被认为是一个主要的候选人竞争秩序的竞争秩序的赝能隙现象的情况下。我们发现,在这种情况下,只有当M点被推到费米能级之上时,才能避免沿M= $(π,0)$到X= $(π,π)$线的费米能级交叉.我们认为,相同的结论适用于所有竞争秩序的情况下,保持U(1)电荷守恒。这一预测和ARPES观测之间的不一致意味着,在粒子-空穴通道中的竞争秩序本身是不足以解释在ARPES测量中观察到的赝能隙。我们还发现,在短程动力学自旋涨落的散射下,电子系统总是形成一个大的费米面,而不是像AF带折叠图所预言的那样形成小的费米口袋.由于散射准粒子态的色散和自旋涨落能量的扩散,AF阴影带在能量上被模糊。然而,我们发现AF带折叠效应对于理解赝能隙相的准粒子动力学是重要的,特别是,在波腹区域的高能峰结构的起源和电子光谱中的粒子-空穴不对称性的签名。
2018-05-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Continuous doping of a cuprate surface: new insights from in-situ ARPES
铜氧化物超导体与传统超导体的区别在于,载流子掺杂的微小变化可以显著改变超导转变温度(Tc),从而在欠掺杂区产生赝能隙(参考文献1,2),而在过掺杂区产生费米液体。因此,系统地研究宽掺杂范围内的性质对于理解超导机制至关重要。在这里,我们报告了一种新的技术,通过臭氧/真空退火方法连续掺杂Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8 +x表面。使用原位ARPES,我们得到精确的数量的能隙和相干光谱权重在很宽的掺杂范围。我们发现,准粒子能隙的d波分量与超导涡旋起始的能斯特温度成线性关系(参考文献3),这有力地表明超导配对的出现是伴随着自由涡旋的起始的,并直接暗示了超导相位相干在T_c的起始和赝能隙现象的本质。
2018-06-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Single particle spectral weight and ARPES spectra in the bond-ordered stripe phase of doped antiferromagnets
本文计算了梯形畴壁和反铁磁畴宽度为2晶格间距的条形阵列的电子结构和单粒子谱密度,并与214族化合物中掺杂铜酸盐的ARPES谱进行了比较。我们假设键序是在DW中的腿上形成的,并且亚晶格磁化的相位在每个DW上由Pi改变。在配位框架动量-能量中绘制的强度图很好地再现了在掺杂水平为15%时获得的ARPES谱。我们认为这一协议作为一个论点的情况下共存的键序区域和AF区域的条纹相的适度掺杂的铜酸盐。
2005-01-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Contrasting Nodal and Anti-Nodal Behavior in the Cuprates Via Multiple Gap Spectroscopies
使用前体超导方案的铜酸盐,我们提出了一个理论的温度依赖行为的光谱间隙与四个不同的光谱:角分辨光电发射(ARPES),微分电导$dI/dV$,准粒子干涉光谱,和自相关的ARPES模式。我们发现一系列现有的实验和其他人的预测很好的协议。我们的理论,它结合了必要的(观察到的)之间的对比度的节点和反节点的响应,显示了如何不同的节点间隙形状与这些替代光谱。
2009-12-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Photoemission perspective on pseudogap, superconducting fluctuations, and charge order in cuprates: a review of recent progress
在探索铜氧化物高温超导体超导电性的微观机制过程中,赝能隙相\textemdash--空穴掺杂侧非常反常的“正常”态\textemdash已被证明是与超导电性本身一样大的难题。角分辨光电子能谱(ARPES)是一个强大的工具,用于评估动量依赖的赝能隙现象,最近的技术发展已经允许更详细的了解。本文综述了从ARPES测量的角度理解超导电性与赝能隙之间的关系、费米弧现象以及电荷序与赝能隙之间的关系的最新进展。
2018-03-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Temperature dependence of the angle resolved photoemission spectra in the undoped cuprates: self-consistent approach to the t-J-Holstein model
我们开发了一种新的自洽方法来研究角分辨光电子能谱(ARPES)的一个洞的t-J-Holstein模型给出完美的协议与数字精确的Diagrammatic Monte Carlo数据在零温度下的所有制度的电子-声子耦合。推广到有限温度的方法,我们发现,在未掺杂的铜酸盐的ARPES的异常温度依赖性的解释合作的相互作用的耦合的孔的磁波动和强的电子-声子相互作用。
2007-07-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Extracting the spectral function of the cuprates by a full two-dimensional analysis: Angle-resolved photoemission spectra of Bi2Sr2CuO6
最近,角分辨光电子能谱(ARPES)研究发现,在不同的高温超导体族中,在0.3-0.5eV附近的高束缚能处存在色散异常。为了进一步研究这种异常,我们提出了一个新的二维拟合方案,并将其应用于强过掺杂Bi_2Sr_2CuO_6铜氧化物超导体的高统计ARPES数据。这个过程允许我们在扩展的能量和动量范围内提取这些自能量。据发现,Bi 2Sr 2CuO 6的光谱函数可以使用一个小的紧束缚参数和一个弱的动量依赖的自能高达0.7 eV的结合能和整个第一布里渊区参数化。此外,分析给出了估计的动量依赖的矩阵元素,一个量,这是经常被忽略的ARPES分析。
2008-03-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Energy gaps in high-transition temperature cuprate superconductors
光谱能隙是定义量子物质状态的重要特征:绝缘体、密度波和超导体具有非常不同的能隙结构。角分辨光电子能谱(ARPES)的动量分辨性质使其成为表征光谱间隙的有力工具。利用ARPES研究了高转变温度(Tc)铜氧化物中超导能隙的各向异性d波结构,它不同于传统的各向同性s波超导能隙。不久之后,ARPES表明,一个异常的差距以上的Tc,通常被称为pseudogap,遵循类似的各向异性。这个尚不为人所知的赝能隙的性质及其与超导性的关系,从此成为该领域研究的焦点。为了解决这个问题,动量,温度,掺杂,和材料的光谱间隙的依赖性已被广泛研究显着改善仪器和仔细匹配的实验,在最近几年。本文综述了目前对差距等级基本现象学的理解和尚未解决的问题。我们展示了ARPES如何对相变敏感,区分了具有不同的电子对称性断裂的订单,并揭示了丰富的动量和温度依赖的指纹,反映了有序状态和超导性之间的相互交织和竞争关系,导致多个现象学上不同的基态内的超导圆顶。这些结果为我们提供了微观的见解铜酸盐相图。
2015-03-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pseudogap from ARPES experiment: three gaps in cuprates and topological superconductivity
1968年,莫特首次提出了一个术语,“赝能隙”是费米能级上电子态密度的耗尽,在许多系统中都观察到了赝能隙。然而,自从1986年发现高温超导体(HTSC)以来,赝能隙在这些系统中的核心作用意味着许多研究人员现在将赝能隙一词专门与HTSC现象联系起来。最近,这个问题已经得到了很多新的关注与重新发现的两个不同的能量标度(“两个间隙”)和电荷密度波模式的铜酸盐。尽管从高温超导赝能隙现象的发现到现在,已经有许多关于赝能隙现象的优秀评论,但赝能隙的机制及其与超导性的关系仍然是一个悬而未决的问题。目前的审查是一个贡献处理的pseudogap,侧重于结果从角分辨光电子能谱(ARPES)和结束的结论,pseudogap在铜酸盐是一个复杂的现象,其中包括至少三个不同的“交织”的订单:自旋和电荷密度波和预制对,出现在不同的部分的相图。铜酸盐中的密度波与超导性竞争电子态,但另一方面,应该将电子结构驱动到Lifshitz转变附近,这可能是超导铜酸盐和铁基超导体之间的关键相似之处。人们还可以注意到,由于铜酸盐中的赝隙有多个起源,因此没有必要重新定义莫特提出的术语。
2015-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Energy-dependent scaling of incoherent spectral weight and the origin of the waterfalls in high-Tc cuprates
凝聚态系统中的奇异物理现象,如铜氧化物的高温超导,是由于元激发及其相互作用的性质。角分辨光电子能谱(ARPES)揭示的电子状态的分散提供了一个机会来理解这些激发。最近,在铜酸盐的色散中出现了“高能异常”或“瀑布状”特征,并从理论上进行了研究。目前大多数观点认为这是在特定的高能尺度(例如~ 0.3eV)下的多体效应的结果,尽管也有其他观点认为这是一种人为的效应。在这里,我们报告了一个系统的ARPES研究的“高能量异常”的Bi 2212样品在多个布里渊区和各种各样的ARPES矩阵元素。我们发现,在高结合能的电子光谱函数的非相干权重是密切相关的色散相干权重的能量通过一个意想不到的,但简单的关系,没有特殊的能量尺度。这种行为与强k依赖矩阵元素效应相一致,导致了大量研究的“瀑布”行为。
2009-10-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Zinc Doping Induced STM Resonance as a Zero Mode
我们发现,锌掺杂诱导的STM共振在高Tc的铜酸盐是一个零模式-一个d-波单体限制在相对的子晶格的锌网站。我们认为共振来自ARPES实验中观察到的$(π,0) $附近的超导峰。预测在单层$BSCCO_{2201}$或欠掺杂铜酸盐的涡核中共振将消失,其中ARPES峰不存在。我们认为,STM的结果表明,在整个布里渊区中,$(π,0) $附近的ARPES峰是唯一的相干特征。
2003-10-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Two component spin-fermion model for high-$T_c$ cuprates: Applications to neutron scattering and ARPES experiments
受高$T_c$铜氧化物中中子散射实验的启发,我们提出了一个以局域自旋和巡游费米子为独立自由度的最小唯象模型--双组分自旋费米子模型.我们对动态自旋关联函数的计算成功地描述了令人困惑的中子实验数据,并表明:(1)磁激发的向上色散分支主要来自局域自旋激发;(2)磁激发的向下色散分支来自费米子的集体粒子-空穴激发;(3)共振模式是两个自由度的混合。使用具有相同参数集的相同模型,我们计算了重整化准粒子色散,并成功地再现了角分辨光电子能谱(ARPES)实验的关键特征之一,即,费米子准粒子色散中的高能扭折结构进一步支持了双分量自旋费米子现象。
2011-11-06 cond-mat.str-el
Occurrence of Fermi Pockets without Pseudogap Hypothesis and Clarification of the Energy Distribution Curves of Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy in Underdoped Cuprate Superconductors
欠掺杂铜氧化物超导体电子结构的中心问题是澄清费米面的形状和赝能隙的起源。在Kamimura和Suwa提出的模型的基础上,该模型具有源于Jahn-Teller物理和Mott物理相互作用的重要特征,欠掺杂铜氧化物的费米面的特征是在金属态和局域反铁磁序共存下存在由掺杂空穴构造的费米口袋。在$T_{\rm c}$之下,费米口袋上的空穴在节区形成具有d波对称性的库珀对。在波腹区,没有费米面。在这项研究中,我们计算的能量分布曲线(EDCs)的角度分辨光电子能谱(ARPES)低于$T_{\rm c}$。结果表明,欠掺杂铜氧化物的ARPES谱的特征是在波节区有一个相干峰,在波腹区光激发电子从费米能级以下的占据态到真空能级以上的自由电子态的真实跃迁,后者在波腹区形成一个宽峰.从这一特点,ARPES观察到的两个不同的差距的起源阐明不引入的概念的pseudogap。最后,对低掺杂铜酸盐的相图作了评述。
2011-09-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron dynamics in the normal state of cuprates: spectral function, Fermi surface and ARPES data
研究了铜氧化物窄带电子子系统中电子-声子相互作用对激发谱和阻尼的影响。本文在t-J模型的框架内,提出了一种在正常态下用特征Einstein模$ω_0$解决强电子关联和局域电子-声子结合问题的方法。在Hubbard-I近似下,我们找到了极化子能带的精确解。我们建立了一个复杂的激发谱,在低维系统的纯运动学部分的哈密顿实现。它主要由格点格林函数的特性决定。在电子浓度和跳跃积分的一定范围内,费米能级上的关联能隙是可能的。此外,在特定情况下,它被观察到的费米表面的掺杂演变。我们发现,强的电子-声子束缚使费米能级附近的电子-极化子激发具有一定程度的相干性,沿波节方向的谱对波矢模的依赖性较弱。它对应于ARPES数据。实验观察到的扭结在节点方向的铜氧化物的一个可能的起源解释附近的模式- $ω_0$形成的极化子带的精细结构。
2015-09-29 cond-mat.str-el
Buried double CuO chains in YBa$_2$Cu$_4$O$_8$ uncovered by nano-ARPES
在CuO链中的电子动力学一直难以捉摸的Y-Ba-Cu-O铜酸盐系统通过标准角分辨光电子能谱(ARPES),裂解样品表现出的领域终止于CuO链或BaO层,和一个典型的光束的大小结果ARPES信号,从两个终端叠加。在这里,我们采用空间分辨的ARPES与亚微米束(nano-ARPES),揭示了在YBa $_2$ Cu $_4$ O $_8$双CuO链的表面终止依赖的电子结构。我们提出了第一次观察到尖锐的金属色散和费米面的双CuO链埋在下面的CuO $_2$ -平面块上的BaO终止表面。虽然所观察到的费米面的CuO链是高度一维的,在CuO链中的电子不进行显着的电子相关性和没有签名的Tomonaga-Luttinger液体也不是边际费米液体被found. We的工作代表了一个重要的实验步骤,了解的电荷动力学,并提供了一个起始基础,为高$T_c$超导YBCO铜酸盐系统的建模。
2019-02-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic States and Superconductivity in Multi-layer High-Tc Cuprates
本文研究了多层铜氧化物正常相的电子态随CuO_2晶面数和掺杂率的变化。本文采用共振价键波函数和Gutzwiller近似对二维多层膜t-t“-t”-J模型进行了研究。为了理解角分辨光电子能谱(ARPES)谱,我们计算了CuO_2表面(π,0)处的电子去除谱函数。我们发现,三层光谱比双层光谱窄,但比单层光谱宽。在三层和四层体系中,CuO_2的外表面和内表面具有不同的超导振幅,而在双层体系中各层的超导振幅相同。根据现有理论讨论了最近的ARPES和NMR实验。
2002-09-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Elastic forward scattering in the cuprate superconducting state
研究了弹性前向散射对铜氧化物超导体ARPES谱的影响。在正常状态下,来自面外杂质的小角度散射被认为加宽了ARPES光谱响应,而对电阻率或超导转变温度$T_c$的影响最小。在这里,我们将探讨如何在d-波超导状态的前向散射影响的ARPES谱。远离节点方向,一个电子杂质散射率被发现被抑制$ω$接近间隙边缘之间的正常和异常散射过程的抵消,导致一个平方根样的功能,在光谱权重$ω$接近$-Δ_\k$从下面。对于远离费米面的动量,我们的分析表明,一个肮脏的最佳或过掺杂的系统仍然会显示一个尖锐的,但非色散峰,这可能会与准粒子光谱特征混淆。只有在更干净的样品中,才能看到真正的分散准粒子峰。在费米面上的节点处,反常散射的贡献消失,谱权重在能量和动量上都呈现出洛伦兹准粒子峰。我们的分析,包括单一的散射体和非弹性自旋涨落散射的治疗,建议有时神秘的线型和温度依赖性的峰结构中观察到的\BSCCO系统的解释。
2004-06-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Insights on the cuprate high energy anomaly observed in ARPES
最近,角分辨光电子能谱已被用来突出在高结合能的铜氧化物超导体的一个令人不安的大带重整化:高能量“瀑布”或高能量异常(HEA)。异常是目前的空穴和电子掺杂的铜氧化物,以及半填充的母绝缘体与不同的能量尺度上产生的相图的两侧。虽然光电发射矩阵元素在改变能带色散的美学外观(即创建“瀑布”状外观)方面显然起作用,但它们对导致HEA的强能带重整化的物理基础提供了不充分的描述。模型计算的单带哈伯德哈密顿展示了相关性在HEA的形成中所发挥的作用,并揭示了空穴和电子掺杂的铜酸盐的HEA能量尺度的显着差异。此外,这种方法适当地捕获光谱权重的转移伴随着掺杂在相关的材料,并提供了一个统一的描述的HEA跨越两侧的铜酸盐相图。我们发现,异常划分的过渡,或交叉,从准粒子带在低结合能附近的费米能级到价带在较高的结合能,假设是强氧字符。
2010-04-27 cond-mat.str-el
Rotation symmetry breaking in La2-xSrxCuO4 revealed by ARPES
利用角分辨光电子能谱研究了La_(2-x)Sr_xCuO_4铜酸盐的电子结构,发现在最佳掺杂附近,电子结构发生了波矢为q_a=(pi,0)的电子重构。重建的费米面和折叠带与BSCCO铜氧化物和欠掺杂La_(2-x)Sr_xCuO_4(x <= 0.12)中观察到的阴影带不同,阴影带使主带沿带对角方向移动。此外,折叠带只在q_a=(pi,0)矢量时出现,而在q_b=(0,pi)矢量时不出现。我们证明了qb重构的缺失不是由于光电发射过程中的矩阵元效应,这表明系统的四重对称性被破坏。
2017-06-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Concerning two-gap ARPES data, the pseudogap, 2-q striping and magnetc circular dichroism from the negative-U HTSC perspective
最近的光电子发射工作欠掺杂铜酸盐之间的Tc和T*,赝能隙温度,在先前开发的负U方案的框架内解释。从这个博览会,结合一个发达的2q对角线条纹模型,详细的理解如下的ARPES结果,连同某些STM和远红外光学数据。磁性圆二色性的起源和相关的影响表现出低于T* 的材料的识别似乎也已经实现。
2007-07-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
ARPES sensitivity to short-range antiferromagnetic correlations
角分辨光电子能谱(ARPES)是研究层状材料电子性质的最有力的技术之一,在过去的几十年里,它在理解铜酸盐、磷属元素化物和其他当前感兴趣的材料的能带结构方面取得了重大进展。另一方面,它的应用Mott-Hubbard绝缘材料的费米面是不存在的已经受到了更多的限制。在这里,我们表明,在这些后者的材料中,电子自旋本地化,ARPES可以提供重要的信息自旋相关性,这可以是互补的中子散射实验得出的。Sr $_2$ Cu $_{1-x}$ Zn $_x$ O $_2$ Cl $_2$,正方形晶格上的稀释自旋$S=1/2$反铁磁体(AF)的原型,被选为测试案例,并建立了来自ARPES的AF区边界之外的光谱权重的幅度与从$^{35}$ Cl NMR估计的自旋相关长度$ξ$之间的直接对应关系。研究发现,即使对于几个晶格常数的相关长度,后弯带中也存在显着的光谱权重,这显着取决于$ξ$。此外,发现该光谱权重的温度依赖性与$x$依赖的自旋刚度成比例。这些结果证明了ARPES技术对短程关联非常敏感,并讨论了它在理解铜氧化物电子关联中的意义。
2015-06-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Breakdown of the Fermi arcs in underdoped cuprates by incommensurate charge density waves
研究了几种欠掺杂(UD)铜氧化物中沿裸露费米面的不连续弧(所谓的费米弧(Fermi arcs,FA))上的相干激发与温度降低时的无公度电荷密度波(IC CDW)有序之间的相互作用.
2014-10-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Polaronic metal in lightly doped high-Tc cuprates
本文采用角分辨光电子能谱(ARPES)和量子蒙特卡罗模拟相结合的方法,提出了欠掺杂铜氧化物中一种新的极化子金属态。提出了一种近似方案来表示远离1/2填充的欠掺杂铜氧化物,用具有有效电子-声子相互作用(EPI)的单极化子的汉密尔顿来取代多体汉密尔顿,成功地解释了许多难题,例如节点和反节点方向之间的动量依赖性二分法,以及ARPES在欠掺杂区域的非常规掺杂依赖性。
2011-09-21 cond-mat.str-el
On the checkerboard pattern and the autocorrelation of photoemission data in high temperature superconductors
在pseudogap状态下的光谱的角度分辨光电子能谱(AC-ARPES)数据的Bi 2212呈现非色散峰的动量空间比较以及与那些负责的棋盘图案中发现的状态密度扫描隧道显微镜。这种相似性表明,棋盘图案起源于联合态密度的峰值,就像超导态中的色散峰一样。在这里,我们表明,实验AC-ARPES光谱可以复制的赝隙模型内没有电荷有序或对称性破缺。我们预测,由于超导性和赝能隙的竞争,在超导态下,低掺杂铜氧化物的AC-ARPES数据将同时出现色散峰和非色散峰,并且在低临界温度的铜氧化物中观察到的色散峰和非色散峰更好。最后,我们认为,AC-ARPES数据是一个补充和方便的方式来测量弧长。
2007-05-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magneto-oscillations in Underdoped Cuprates
传统的解释最近的磁振荡实验在欠掺杂铜氧化物,需要有一个改变的平移对称性的赝能隙状态,这是不支持的结构和角度分辨光电子能谱(ARPES)实验。我在这里表明,所观察到的振荡可能与ARPES实验得出的结论相一致,即适当定义的费米面具有四个弧的形状,这些弧收缩为四个点,如$T \to 0$。实验,包括在磁场中的红外吸收,建议区分这样的状态从磁振荡的传统解释所获得的。
2008-11-25 cond-mat.str-el
"Waterfalls" in cuprates
介绍了高温超导ARPES研究的新热点--“瀑布”观测。在约0.2-0.3 eV的能量标度,可以从沿节点方向测量的ARPES光谱的相干分量推导出来,这不是新的,但已经讨论了耦合到玻色子连续。然而,瀑布,即围绕布里渊区(BZ)中心的实验色散的长垂直部分,似乎是纯粹的人工。它们是简单的矩阵元效应的结果:从相干和“非相干”分量的光发射强度的完全抑制。当考虑到矩阵元素时,后者揭示了BZ中沿键合方向的网格状结构。
2007-02-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coulomb Disorder Effects on ARPES and NQR Spectra in Cuprates
库仑无序的作用,无论是外来的起源或引入的掺杂离子在未掺杂和轻掺杂的铜氧化物,进行了研究。我们证明了带电的表面缺陷在绝缘体导致高斯加宽的角度分辨光发射光谱(ARPES)线。这种效应是由于库仑相互作用的长程性质。大约百分之一的微小表面缺陷浓度足以解释在Sr $_2$ CuO $_2$ Cl $_2$、La $_2$ CuO $_{4}$和Ca $_{2}$ CuO $_{2}$ Cl $_{2}$中观察到的谱线展宽。由于库仑屏蔽,ARPES谱随着掺杂而急剧演变,将其形状从宽高斯形式改变为窄洛伦兹形式。为了详细了解屏蔽机制和线形演化,我们进行了Hartree-Fock模拟,表面缺陷和掺杂离子的随机位置。为了检验模型的有效性,我们计算了作为掺杂函数的核四极共振(NQR)线形,并再现了实验观察到的NQR谱。我们的研究还表明,在化学势的大量库仑间隙的开放。对于表面CuO $_2$层,带隙的值为10 meV的量级,而在本体中,带隙的值减小到约几meV的值。
2009-09-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Evolution from a nodeless gap to d(x2-y2) form in underdoped La(2-x)SrxCuO4
利用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了低掺杂La(2-x)SrxCuO 4铜氧化物的低能电子激发谱,发现在低温下,低掺杂La(2-x)SrxCuO 4铜氧化物的低能电子激发谱在整个费米面上都是带隙的.我们展示了间隙函数如何随着温度的升高或掺杂而演变为d(x2-y2)形式,这与绝大多数ARPES研究的铜酸盐相一致。我们的研究结果为揭示强欠掺杂铜氧化物的序参量的对称性提供了必要的信息,这是理解配对机制以及如何从莫特绝缘体中产生超导性的先决条件.
2012-07-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hybridization of Bogoliubov-quasiparticles between adjacent CuO$_2$ layers in the triple-layer cuprate Bi$_2$Sr$_2$Ca$_2$Cu$_3$O$_{10+δ}$ studied by ARPES
本研究用ARPES探究三层铜氧化物超导体中相邻CuO₂层间Bogoliubov准粒子的杂化,揭示其反交叉能隙起源、d波能隙演化特征与杂化的动量依赖性,并讨论了超导转变温度提升的可能机制。
2021-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Ubiquitous suppression of the nodal coherent spectral weight in Bi-based cuprates
高温超导铜氧化物的低能元激发表现出一种有趣的现象。特别是,一个非常规的温度依赖性的相干光谱权重(CSW)已被观察到在超导相的角分辨光电子能谱(ARPES),无论是在波腹的d波配对间隙是最大的,以及沿无间隙的节点方向。在这里,我们结合平衡和时间分辨的ARPES跟踪的温度依赖的熔化的节点CSW在Bi基铜酸盐前所未有的灵敏度。我们发现CSW的节点抑制温度升高时是无处不在的单层和双层铋铜酸盐,超导和赝能隙起始温度无关。我们定量模型的节点的光谱特征和CSW的异常抑制的费米液体框架内的线形,建立正常态电动力学在超导铜氧化物中的节点准粒子的描述中发挥的关键作用。
2020-09-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antinodal kink in the band dispersion of electron-doped cuprate ${\rm La}_{2-x}{\rm Ce}_x{\rm CuO}_{4\pmδ}$
角分辨光电子能谱(ARPES)测量建立了高$T_{\rm c}$铜氧化物超导体的能带色散的扭结现象。然而,在实验上对电子掺杂铜氧化物中的扭折现象还缺乏系统的研究。我们在从0.05到0.23的宽电子掺杂($n$)范围内对${\rm La}_{2-x}{\rm Ce}_x{\rm CuO}_{4\pmδ}$(LCCO)薄膜进行$in$ - $situ$ ARPES测量。虽然节点扭结是几乎不可见的,一个约45毫电子伏的反结扭结,生存高于200 K,观察到$n\sim0.05-0.19$,其位置是大致独立的掺杂。事实上,在高温下和在高度过掺杂的区域中观察到的反节扭结有利于声子机制,其贡献来自Cu-O键拉伸模式和面外氧屈曲模式。我们的结果还表明,LCCO的反结扭结只是弱耦合到其超导电性。
2021-10-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the Hall Effect in the pseudogap phase of cuprates
角分辨光电子能谱(ARPES)实验揭示了在低于和最佳掺杂的铜氧化物的能谱中的相干电子激发,其温度高于其转变成超导态的温度,仅在被称为费米弧的“裸”费米表面的部分上的节点附近。这引发了关于实验数据的含义和可能解释的问题。下面我们推导出费米弧模型在弱和强磁场中的霍尔系数表达式。
2013-09-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tl2Ba2CuO6+d Brings Spectroscopic Probes Deep Into the Overdoped Regime of the High-Tc Cuprates
单粒子光谱探针,如扫描隧道和角分辨光电子能谱(ARPES),为我们提供了重要的见解复杂的电子结构的高Tc的铜酸盐,特别是下和最佳掺杂制度,高品质的晶体适合表面敏感的实验是可用的。相反,在相图的重度过掺杂侧的元激发仍然在很大程度上未被探索。重要的突破可能来自于对Tl2Ba2CuO6+d(Tl2201)的研究,Tl2Ba2CuO6 + d是一种结构简单的系统,其掺杂水平可以通过改变氧含量从最佳到极端过掺杂进行调节。我们已经生长了Tl 2201的单晶,然后在受控的氧分压下仔细退火。窄的摇摆曲线和超导转变宽度证明了它们的高质量和均匀性。这些晶体使第一次成功的ARPES研究的正常和超导态的电子结构在Tl2201,允许直接比较费米表面的磁阻和热导率实验的差距。这建立了Tl2201作为第一个高Tc铜酸盐的表面敏感的单粒子光谱和可比的批量传输技术已经达到了定量协议的主要功能,如正常状态的费米表面。令人惊讶的动量依赖的ARPES线型进行了讨论。
2006-09-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Manifestation of marginal Fermi liquid and phonon excitations in photoemision experiments of cuprate superconductors
最近在铜氧化物超导体中的ARPES实验表明,在费米能附近的电子色散中存在扭结。这种扭结与电子自能虚部的线性频率依赖性共存。在本文中,我们表明,这两个功能可以占,如果电子-声子相互作用包括在一个模型中的电子是由边缘费米液体理论描述。声子提供了实验中看到的能量尺度,但费米能级处的准粒子重量为零。在高结合能下,与实验一致,电子色散不进入单电子带。我们分析了从ARPES实验中提取的电子散射率和从输运性质中提取的电子散射率之间的兼容性。我们的结论是,电子-声子相互作用相关的输运性质是强烈屏蔽相对于从ARPES提取的。这与最近在t-J模型1/N展开的背景下的研究一致。
2001-10-19 cond-mat.str-el
The ARPES Pseudogap and Anomalous Background of Underdoped BiSCO 2212 as Evidence for a Fermi Level Band Crossing
利用角分辨光电子能谱(ARPES)在欠掺杂Bi_2Sr_2CaCu_2O_8+ δ(BiSCO)的正常态中观察到赝能隙,这与铜酸盐超导体的一种新的能带结构(x2-y2和z2带在费米能级交叉)相一致。实验方法中的限制阻止了窄的3D z2带被完全解析,而是导致具有“阶跃函数”特征的宽背景。因此,费米面被错误分配,近似d波对称的赝能隙发展。
1999-11-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thermal and electrical conductivity of Fermi pocket models of underdoped cuprates
已经提出了几种模型的电子能谱的赝能隙状态的欠掺杂铜酸盐解释ARPES和STM测量,这表明只有截断的费米口袋,而不是一个完整的金属费米表面。我们考虑了四种物理上不同的模型的输运性质,并计算了电子准粒子的热导率和电导率。通过提出传输电流,反映准粒子的费米口袋中的赝能隙和那些在超导状态的节点附近的密切对应关系,我们表明,可测量的传输系数提供严格的测试赝能隙模型。
2010-05-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High energy fluctuation spectra in cuprates from infrared optical spectroscopy
高温超导氧化物中的载流子与玻色子模的耦合已被广泛报道,使用各种实验探针。这些包括角分辨光电发射(ARPES)、扫描隧道光谱(STS)、拉曼散射(RS)和红外光谱(IRS)。研究的能量尺度主要限于300 meV左右的相对较小的范围。虽然一些ARPES实验报告玻色子结构高达800 meV的修饰电子色散曲线的数据没有分析恢复的波动谱的谱密度。我们已经扩展到更高的能量高达2.2 eV的通常的最大熵技术用于反转光学数据,以获得电子玻色子谱密度。这就要求我们在反演中包括计算的(LDA)粒子-空穴对称化能量依赖的电子态密度(DOS)。我们的分析表明,显着的光谱权重仍然在波动光谱高达2.2 eV的Bi-2212家庭和1.2 eV的Bi-2201的所有掺杂水平考虑。
2014-03-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermi Surface Evolution, Pseudo Gap and Stagger Gauge Field Fluctuation in Underdoped Cuprates
在t-J模型下,我们发现在欠掺杂区,除了通常的长波规范场涨落外,一个额外的低能涨落,交错规范场涨落对费米面(FS)的演化以及谱函数的线形起着至关重要的作用.在考虑交错规范场涨落的情况下,用无规相位近似计算了电子的谱函数。在欠掺杂情况下,$(π,0)$附近的谱函数的线形非常宽,而在过掺杂情况下,谱函数的线形非常尖锐。对于$(0.5π,0.5π)$附近的谱函数,无论是欠掺杂还是过掺杂,准粒子峰总是非常尖锐的。本文还讨论了谱函数的温度依赖性。这些结果与最近的ARPES实验吻合得很好。我们还计算了从一个小的四段像FS到一个大的连续FS的FS交叉。这种FS交叉的原因是由于在欠掺杂区规范场规范场涨落很强,而在过掺杂区则变得很弱。从ARPES数据中提取的假间隙也可以通过计算得到解释。
1998-03-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Properties of normal and superconducting phases in the low-energy models of high-$T_c$ cuprates
在考虑三中心相互作用项和自旋涨落的高$T_c$铜氧化物有效低能模型框架下,研究了p型和n型铜氧化物正常相和超导相的性质.微观模型参数,从未掺杂的化合物的ARPES数据。计算得到的n型铜氧化物的化学势随掺杂的变化、最佳掺杂时的费米面和$T_c(x)$相图与实验结果符合得很好。结果表明,自旋激子机制,由于单重态-三重态杂化发生在p型,虽然它是太小,复制观察到的p型和n型铜酸盐之间的定性差异。
2004-05-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pseudogap, Superconducting Gap, and Fermi Arc in High-Tc Cuprates Revealed by Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
本文综述了高温铜氧化物超导体的角分辨光电子能谱(ARPES)研究,旨在阐明超导性、赝能隙和费米弧之间的关系。欠掺杂样品的ARPES研究表明,低于Tc的能隙偏离一个简单的d-波形的动量依赖性,这表明在超导状态下的多个能量尺度的共存。因此,引入了两种不同的能量尺度,即节点附近的能隙(以Δ_0为特征)和反节点区域中的能隙(以Δ ^* 为特征)。它们之间的二分法已被证明从材料,掺杂,和温度依赖的能隙。虽然在相同掺杂水平下的Δ T,max近似为材料无关的,但是Δ T,max的量值跟踪Δ T,max显示出强烈的材料依赖性。与节点附近的间隙相比,反节点间隙在Tc处不闭合,节点附近的间隙遵循更接近BCS样温度依赖性的东西。在费米弧的端点处定义了一个有效的超导能隙Delta_sc,它与各种材料的Tc成正比。
2012-03-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phenomenological description of the two energy scales in underdoped superconducting cuprates
Raman和ARPES实验表明,在超导欠掺杂铜氧化物结和反结区域的特点是由两个能量标度,而不是一个预期的BCS。结尺度随欠掺杂而减小,而反结尺度随欠掺杂而增大。相反的行为预期的能量规模增加,波腹拉曼强度降低,减少掺杂。使用杨,赖斯和张(YRZ)模型,我们表明,这些功能是一个后果的非常规性质的超导状态,其中超导性和赝能隙的相关性都存在和竞争的相空间。
2007-04-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unified description of cuprate superconductors by fractionalized electrons emerging from integrated analyses of photoemission spectra and quasiparticle interference
Sophia University(上智大学);RIKEN Center for Emergent Matter Science(理化学研究所物质结构科学中心);National Institute for Materials Science(国立材料研究所);RIKEN Center for Computational Science(理化学研究所计算科学中心);Schrödinger Inc.(薛定谔公司);University of Tokyo(东京大学);Ames National Laboratory(艾姆斯国家实验室);Iowa State University(爱荷华州立大学);ISSP, University of Tokyo(东京大学国际超导材料研究中心);Kyoto University(京都大学)
通过整合光电子能谱和准粒子干涉分析,该研究提出双组分费米子模型成功解释铜基超导体的电子结构,并预测了分数化效应的特征QPI图案。
2026-02-03 cond-mat.str-el
Bosonic Spectral Function in HTSC Cuprates: Part I - Experimental Evidence for Strong Electron-Phonon Interaction
在第一部分中,我们讨论了在高温超导(HTSC)铜氧化物接近最佳掺杂时,与玻色子谱函数α^{2}F的结构和起源有关的实验证据的积累。结合光学、中子散射、ARPES和隧道效应测量,提取了α^{2}F的一些全局性质,如峰的数目和位置。这些方法给出了在最佳掺杂附近铜酸盐中强电子-声子相互作用(EPI)的令人信服的证据,其中1<λ \lesssim 3。在这里,我们澄清了这些结果是如何有利于Eliashberg理论的HTSC铜酸盐附近的最佳doping.We认为,EPI在HTSC的一些以前的研究中的忽视是基于一些欺骗性的偏见有关的EPI的强度,对一些物理的误解和误导性的解释实验结果。
2008-10-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con