Observation of the hybridization gap and Fano resonance in the Kondo lattice URu2Si2
尽管在过去的25年里进行了深入的研究,但在17.5 K下发生在URu 2Si 2中的二级相变的性质仍然令人困惑。该领域出现的一个关键问题是,重整化带之间的杂交间隙是否可以被识别为长期寻求的“隐藏”序参量。我们报告在URu2Si2采用准粒子散射的基础上的弹道金属结的光谱技术的测量的杂化间隙。微分电导呈现不对称双峰结构,这是近藤晶格中Fano共振的明显特征。所提取的杂交间隙在高于转变温度时打开,表明它不是隐藏的序参量。我们的研究结果提出了严格的限制的起源隐藏的顺序转换URu2Si2和表明,准粒子散射光谱可以探测带重整化的近藤晶格通过检测一种新型的Fano共振。
2012-04-27 cond-mat.str-el
Hidden valence transition in URu2Si2?
术语“隐藏序”是指一种尚未确定的形式的对称性破缺序参数,该序参数被假定存在于强关联电子系统URu 2Si 2中,基于所报道的在To~17 K的相变时的热容与Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)平均场论产生的热容的相似性。在这里,我们表明,在URu 2Si 2的相边界具有椭圆形的形式预期的熵驱动的相变,已被证明是伴随着变化的化合价。我们表明这样的过渡的一个特征是,临界磁场的比率的临界温度的定义仅在有效准粒子g-因子,我们发现是在定量协议与先前的g-因子测量。我们进一步发现异常的热容量在To是显着尖锐比BCS相变,并且,一旦准粒子激发杂交间隙被考虑在内,失去了它的相似性的二阶相变。我们的研究结果意味着,在价态的变化占主导地位的相界在URu 2Si 2的热力学,并掩盖任何显着的贡献,从一个隐藏的序参量的热力学。
2019-02-19 cond-mat.str-el
Thermodynamic Measurement of Angular Anisotropy at the Hidden Order Transition of URu$_2$Si$_2$
重费米子化合物URu $_2$ Si $_2$由于其在17.5K以下形成的未知的隐藏有序而继续吸引着人们的极大兴趣。自旋涨落和低温准粒子的独特的伊辛性质是公认的。我们提出了详细的测量的角度各向异性的非线性磁化,揭示了$\cos^4 θ$伊辛各向异性在和以上的顺序过渡。利用Landau理论,我们证明了这隐含着巡游隐序参量的强Ising特征.
2016-08-25 cond-mat.str-el
Implications of the Measured Angular Anisotropy at the Hidden Order Transition of URu2Si2
由于在17.5K以下形成的隐藏有序的性质长期未被识别,重费米子化合物URu 2Si 2继续引起人们的极大兴趣。在这里,我们讨论的角度调查的线性和非线性极化率URu2Si2在附近的隐藏的顺序过渡的影响。虽然自旋涨落和低温准粒子的各向异性性质以前建立,我们最近的研究结果表明,序参量本身具有内在的伊辛各向异性,而且这种各向异性远远超出了隐藏的顺序转变。一致性检查和随后的问题,为今后的实验和理论研究的隐藏顺序进行了讨论。
2017-08-02 cond-mat.str-el
Quasiparticle Relaxation Dynamics in URu$_{2-x}$Fe$_{x}$Si$_{2}$ Single Crystals
研究了URu $_{2-x}$ Fe $_{x}$ Si $_{2}$单晶(OPOP)光谱作为温度的函数($T$)和Fe取代($x$),隐藏订单(HO)阶段($x$ = 0)到大磁矩反铁磁体(LMAFM)相($x$ = 0.12)。在低$T$下,$x$ = 0和$x$ = 0.12的动力学与从高$T$顺磁(PM)相出现的HO和LMAFM相的低能电子结构一致。相比之下,对于$x$ = 0.1,在窄的$T$范围(从~15.5 - 17.5 K)内发生两个转变。在中间$T$处发生PM到HO的转变,随后在较低的$T$处转变到LMAFM相。虽然低$T$阶段的数据与预期的LMAFM和HO共存一致,但中间$T$阶段的数据不一致,而是表明HO和PM可能意外共存。此外,在PM阶段的动力学反映了存在的杂交间隙,以及强烈的相互作用的自旋和电荷的自由度。OPOP产生的见解与亚开尔文$T$分辨率的meV尺度电动力学,提供了一个补充的方法来研究量子材料中的低能电子结构。
2019-01-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Itinerancy and Hidden Order in $URu_2Si_2$
我们认为,在$URu_2Si_2$中的$T_0= 17.5K $的神秘转变的关键特征表明,隐藏的顺序是一个密度波内形成的复合准粒子,其详细的结构是由当地的物理。我们扩展了我们的提案(与JA Mydosh)的隐藏秩序作为incommnesurate轨道反铁磁性和目前的实验预测,以测试我们的想法。然后,我们转向轨道反铁磁性的微观描述,探索一个简单的单带模型的背景下可能的粒子-空穴配对。最后,我们讨论了最近的高场和热输运实验,并讨论其隐含的性质的隐藏秩序。
2005-07-05 cond-mat.str-el
Hidden Orbital Order in $URu_{2}Si_{2}$
当物质从高温中冷却下来时,其组成粒子之间会产生集体不稳定性,从而导致新的秩序。比热的异常是这种现象的典型特征。通常,相关的顺序很容易识别,但有时其性质仍然难以捉摸。重费米子金属$URu_2Si_2$就是一个这样的例子,尽管经过了17年的努力,但导致$T_0=17 K$的比热异常的顺序仍然没有确定。在$URu_{2}Si_{2}$中,大的电子-电子排斥和反铁磁涨落在$URu_2Si_2$中共存,导致几乎不可压缩的重电子流体,其中各向异性配对准粒子态在能量上是有利的。在本文中,我们使用这些见解,以制定一个详细的建议,隐藏的顺序在$URu_2Si_2$。我们发现,与铀离子之间的循环电流,无公度轨道反铁磁性,可以占本地字段和熵损失观察到的$17 K$过渡,此外,我们对中子散射测量的详细预测。
2002-05-01 cond-mat.str-el
Spin-orbit density wave: A new phase of matter applicable to the hidden order state of URu2Si2
我们提供了一个简短的回顾和详细的分析的自旋轨道密度波(SODW),提出了一个可能的解释的“隐藏顺序”阶段的URu 2Si 2。由于轨道间库仑相互作用和自旋轨道耦合(SOC)之间的相互作用,在这个化合物中,SODW被证明是由两个自旋轨道分裂带之间的费米面嵌套不稳定性。推导了包含单粒子自组织和双粒子自组织的有效低能哈密顿量,并采用基于能带结构的密度泛函理论(DFT)输入进行了数值计算.计算得到的能隙准粒子谱、熵损失谱和自旋激发谱与实验符合较好。有趣的是,尽管SODW支配动态自旋激发的事实,静态磁矩计算为零,由于时间反演不变性的SOC施加。因此,SODW可以被破坏,即使在零温度下的有限磁场。我们对量子临界点位置的估计接近于实验值Bc ~ 35 T。最后,我们将SODW的思想扩展到其他SOC系统,包括铱氧化物(铱酸盐)和二维电子系统,如BiAg 2表面和LaAlO 3/SrTiO 3界面。我们显示出准粒子间隙,减少预先存在的磁矩,大的磁阻等线索,在这些系统中,可以解释一致的SODW理论。
2014-06-23 cond-mat.str-el
Tunneling spectroscopy of the superconducting state of URu2Si2
用扫描隧道显微镜(STM)测量了URu $_2$ Si $_2$的超导能隙,发现在费米能级处有一个有限值的隧道电导曲线。态密度在低能时呈V形,准粒子峰位于接近弱耦合BCS理论所预期的超导能隙的位置。我们的结果指出,而开放的间隙结构和费米面上的间隙节点。
2012-06-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Cyclotron resonance study of quasiparticle mass and scattering rate in the hidden-order and superconducting phases of URu2Si2
超净晶体URu_2Si_2中回旋共振的观察[S. Tonegawa等人,PRL 109,036401(2012)]提供了除了量子振荡之外的另一种途径来确定隐藏有序相中的体电子结构。我们报告的共振线的详细分析,充分解决了回旋质量结构的主要费米面片。特别关注面内磁场旋转下[110]方向附近最尖锐的共振线的异常分裂,这意味着隐序相位中的特殊电子结构。在[110]向[001]方向旋转场的情况下,结果表明分裂是抵抗场从基面倾斜的鲁棒特征。这与量子振荡实验中报道的频率分支α形成鲜明对比,该实验显示出三重分裂,该分裂通过小的场倾斜消失,这可以通过大空穴球和小电子袋之间的磁击穿来解释。我们对回旋共振剖面的分析表明,分裂线的较重分支具有较大的散射率,为沿[110]方向存在热点区域提供了证据。这些结果与隐阶相位中的四重旋转对称性破缺一致,这可以以不对称的方式修改带间散射。我们还将我们的测量扩展到0.7 K,这导致在超导状态下观察到回旋共振,其中涡旋动力学的新效应可能会进入。我们发现,在超导状态下,回旋质量没有发生变化。与此相反,准粒子散射率显示出迅速下降的涡旋晶格熔化转变温度以下,这支持了准粒子布洛赫态的形成在涡旋晶格相。
2013-10-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hidden and antiferromagnetic order as a rank-5 superspin in URu2Si2
我们提出了URu 2Si 2中隐藏顺序的候选者:铀5 f晶体场双峰破坏时间反转和晶格四重对称性之间的秩-5 E型自旋密度波,其方式与最近的扭矩测量一致[R. Okazaki等人,Science 331,439(2011)]。我们认为,耦合的序参量,磁探针可以隐藏的晶体场效应,同时仍然有显着的影响,运输,热力学和磁性。在一个简单的紧束缚模型中的重准粒子,我们发现隐藏的顺序和反铁磁相之间的连接出现,因为它们形成这个单一的秩5赝自旋矢量的不同组件。使用唯象理论,我们表明实验的压力-温度相图可以定性地再现调谐项,打破赝自旋旋转对称性。作为我们的建议的一个测试,我们预测的存在下,小磁矩在基面定向在[110]方向有序的波矢(0,0,1)。
2012-07-06 cond-mat.str-el
Collective spin resonance excitation in the gapped itinerant multipole hidden order phase of URu2Si2
重电子化合物URu_2Si_2中的隐序(HO)是一种高阶的巡游多极序。这是由于电子和空穴的配对集中在区中心和边界,分别在具有最大不同的总角动量分量的状态。由于与公度区界有序矢量的配对,在转变温度T_HO以下,平移对称性被破坏,HO准粒子能隙打开。非弹性中子散射(INS)研究表明,当T<T_HO时,集体磁响应主要由有序矢量Q处的自旋激子共振决定,这与非常规超导体和近藤绝缘体带隙内的自旋激子模式相似。我们使用一个有效的双轨道紧束缚模型,结合晶体电场效应,推导出封闭的表达式,准粒子带重建的多极配对项。我们表明,该模型内计算的磁响应表现出显着的特点,在INS中发现的共振。我们还使用计算的动态磁化率来解释低温NMR弛豫速率。
2015-09-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Imaging the Fano Lattice to 'Hidden Order' Transition in URu2Si2
在近藤晶格中,局域在实空间(r-空间)中的电子和非局域在动量空间(k-空间)中的电子之间的强杂化产生了称为“重费米子”的奇异电子态。在URu 2Si 2中,这些效应开始于55 K左右的温度,但在To = 17.5 K时,它们突然被未识别的电子相变改变。这是k空间态的常规排序,还是每个U原子的r空间态杂化的变化,尚不清楚。在这里,我们使用光谱成像扫描隧道显微镜(SI-STM)的图像URuSi 2电子结构的演变,同时在r空间和k空间。以上,“法诺晶格”的电子结构预测近藤筛选的磁性晶格被揭示。在To以下,没有任何相关密度波特征的部分能隙从该法诺晶格出现。在这个间隙内的重准粒子干涉成像揭示了其原因,因为轻k空间带在To以下快速分裂成两个新的重费米子带。因此,URu 2Si 2的“隐藏顺序”状态出现直接从法诺晶格的电子结构,并表现出的特点,而不是一个传统的密度波,但突然改变在每个U原子和相关的重费米子状态的杂化。
2010-06-28 cond-mat.str-el
Hidden and Hastatic Orders in URu2Si2
重费米子材料URu 2Si 2在17.5K以下发展的隐藏有序已经超过25年没有被识别。本文将回顾最近的“无序序”理论,这是一个新的双分量序参量,它描述了半整数自旋(Kramers)传导电子和非Kramers 5f^2伊辛局域矩之间的杂化,正如在de Haas-van Alphen测量中对伊辛准粒子的观察所强烈表明的那样。随机序与传统的磁性不同,因为它是一种旋量序,通过混合不同克拉默宇称的状态来打破单次和双次时间反演对称性。破缺的时间反转对称性简单地解释了隐藏序和反铁磁相之间的伪戈德斯通模式以及在转矩磁力测量中看到的反铁磁序。自旋性质的杂交也解释了如何近藤效应给出了一个相变,与杂交间隙打开在隐藏的顺序过渡,如在扫描隧道显微镜。无序序也有一些新的预言:0.01 μ B量级的基面磁矩,在一级反铁磁跃迁时连续消失的纵向自旋涨落的间隙,以及扫描隧道谱中窄的共振峰特征。
2014-03-13 cond-mat.str-el
Femtosecond quasiparticle relaxation dynamics and probe polarization anisotropy in YBa2Cu4O8
利用飞秒泵浦探测实验研究了YBa_2Cu_4O_8晶体中准粒子的弛豫和复合随温度和极化的变化。结果表明,该弛豫过程类似于YBa_2Cu_3 O_(7-δ)的双组分弛豫,其中一个组分与超导转变有关,另一个组分与T ~* 以下的赝能隙有关。赝能隙的弛豫时间τ_p与T无关,而仅在T ~* 以下观察到的组分的弛豫时间τ_g在T ~* 附近有明显的发散。皮秒瞬态的强极化各向异性的观察低于Tc这是由于探针过渡矩阵元素的各向异性。
2002-05-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasiparticle dynamics and gap structure in Hg1223 investigated with femtosecond spectroscopy
报道了用飞秒时间分辨光谱技术测量Hg 1223准粒子动力学的温度依赖性。从光致反射的振幅的温度依赖性,推导出两个间隙的存在,一个温度依赖性Dc,在Tc处关闭,和另一个温度无关的“pseudogap "Dp。这两个能隙的零温度幅度分别为Dc/kTc = 6 +/-0.5和Dp/kTc = 6.4 +/-0.5。准粒子寿命从T -> Tc开始发散,这是由于存在一个在Tc处闭合的超导能隙。在Tc以上,弛豫时间比金属弛豫的预期时间长,这归因于“赝能隙”的存在。QP弛豫时间被发现在低温下显着增加。假设在低温下,光激发准粒子的弛豫是由双粒子复合过程来解释这种行为。
2000-11-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Universal behavior in the Nernst effect of heavy fermion materials
我们报道了在重费米子材料中,在宽的中间温度范围内能斯特系数的普遍标度的观测结果,包括超导体CeCu $_2$ Si $_2$ ABMM、CeCoIn $_5$和Ce $_2$ PdIn $_8$,铁磁近藤晶格Ce $_3$ RhSi $_3$,掺杂CeRu $_2$ Si $_2$,中间价YbAl $_3$,和隐藏有序化合物URu $_2$ Si $_2$,它们覆盖了具有不同晶体、价态和基态性质的宽谱重费米子材料。标度公式完全遵循在双流体模型中预测的出射重准粒子的磁化率。本文基于斜散射机制和玻尔兹曼图像对能斯特效应的标度性进行了尝试性的解释,认为能斯特效应是由准粒子态密度的不对称性而不是散射率的不对称性引起的。在URu $_2$ Si $_2$中,还发现隐藏有序相中的巨大能斯特信号遵循预测的标度,表明杂化物理的潜在参与。我们的工作为重费米子材料中的能斯特效应提出了一个统一的候选方案。
2020-07-21 cond-mat.str-el
Quasiparticle relaxation dynamics in cuprates and lifetimes of low-energy states: Femtosecond data from underdoped to overdoped YBCO and mercury compounds
我们表明,低能量的光谱特征的铜酸盐可以被分离成不同的组成部分,通过测量的复合动力学的不同的低能量激发在实时使用飞秒激光光谱。准粒子(QP)复合的间隙和间隙内局域态弛豫过程表现出定性不同的时间和温度依赖性。弛豫测量还表明存在两个不同的共存的能隙附近的最佳掺杂和过掺杂的区域中,一个或多或少的温度无关(存在高于和低于Tc)和一个关闭在Tc的平均场的方式。因此,QP复合作为掺杂和温度的函数的系统的研究表明,铜酸盐的基态是一个混合玻色子-费米子系统与本地化的状态存在于整个区域的相图。
2000-06-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermi-Surface Selective Determination of the $\mathbf{g}$-Factor Anisotropy in URu$_2$Si$_2$
从超导上临界场和微观上的Shubnikov-de Haas(SdH)振荡确定了URu $_2$ Si $_2$隐序态重准粒子的$g$因子各向异性。我们提出了一个详细的分析的$g$ -因子的$α$,$β$和$γ$费米表面口袋。我们的研究结果表明,一个强大的$g$因子的各向异性之间的$c$轴和基面所有观察到的费米表面口袋。观察到的各向异性的$g$ -因子的量子振荡是在良好的协议与超导上临界场在低温下,这是强烈限制顺磁对沿易磁化轴$c$断裂的各向异性。然而,在$T_c$附近的上临界场的初始斜率的各向异性不能用量子振荡得到的有效质量和费米速度的各向异性来解释。
2019-04-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasiparticle relaxation dynamics in Hg-1223 studied by femtosecond time-resolved optical spectroscopy
最近的进展,在了解材料中的光激发载流子的弛豫动力学表现出一个小的差距,在低能量激发光谱,我们已经进行了近最佳掺杂的Hg-1223泵浦探测测量。我们发现,该行为是非常相似的,在最佳掺杂的YBCO,其中的数据可以解释与共存存在的两个能隙:正常状态T-独立的赝隙和平均场的集体间隙,与内在的空间不均匀的基态。这两种化合物之间的一个重要区别是发现在低温弛豫时间,这在Hg-1223被发现是强烈的温度和光激发强度依赖。
2000-06-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pressure dependent relaxation in the photo-excited Mott insulator ETF2TCNQ: Influence of hopping and correlations on quasiparticle recombination rates
测量了一维莫特绝缘体ET-F2 TCNQ中光激发准粒子的飞秒弛豫随外压的变化,并利用外压对电子结构进行了调谐.通过拟合的静态光学性质和测量飞秒衰减时间在每个压力值,我们关联的弛豫速率与电子带宽t和上的位间相关能V的弛豫时间与微观参数的缩放是不同的金属和半导体。Mott-Hubbard激子的局域化和离域化之间的竞争决定了衰变的效率,如通过基于时间依赖的扩展Hubbard哈密顿量的解的拟合所暴露的。
2015-02-23 cond-mat.str-el
Observation of Competing Order in a High-$T_{c}$ Superconductor with Femtosecond Optical Pulses
利用飞秒光学技术研究了Tl $_{2}$ Ba $_{2}$ Ca $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{y}$(Tl-2223)中的光激发准粒子动力学.深入到超导状态(低于40 K),一个戏剧性的变化发生在与光激发准粒子重新加入凝聚体的时间动力学。这表明进入共存相,正如我们的分析所揭示的,在态密度中打开了一个间隙(除了超导能隙之外),并且此外,与超导性竞争,导致超导能隙的降低。
2007-05-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Kinetics of a superconductor excited with a femtosecond optical pulse
用唯象的Rothwarf和Taylor模型研究了飞秒光脉冲激发超导体后的超导态动力学。得到了各种极限情况下的解析解。该模型被发现占的强度和温度依赖性的光致准粒子密度,以及在传统的以及铜酸盐超导体的对断裂和超导态恢复动力学。
2005-08-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasiparticle relaxation dynamics in heavy fermion compounds
我们首次对重费米子化合物中的电子-声子热化现象进行了飞秒研究。当T = 0 K时,e-ph热化时间tau_{ep}在近藤温度以下增加两个数量级以上。利用双温度模型和基于玻尔兹曼方程的数值模拟分析表明,这种反常的e-ph热化的减慢来自于大的电子比热和重电子与声子之间散射的抑制。
2003-05-26 cond-mat.str-el
Ultrafast quasiparticle dynamics in superconducting iron pnictide CaFe1.89Co0.11As2
利用飞秒时间分辨泵浦-探测光谱技术研究了超导CaFe_(1.89)Co_(0.11)As_2单晶的非平衡态准粒子弛豫动力学。载流子动力学反映了激光沉积能量的三通道衰减,其特征时间尺度从几百飞秒到几纳秒不等,其中各个电子弛豫分量的振幅和时间常数在自旋密度波(T_SDW ~ 85 K)和超导(T_SC ~ 20 K)相变温度附近显示出显著的变化。超导态的准粒子动力学揭示了具有约化间隙值2 $Δ$ _0/k_BT_SC ~ 1.8的电荷间隙。我们已经确定的电子-声子耦合常数$\lemda$为~ 0.14,从温度依赖的弛豫时间在正常状态下,一个值接近那些报告的其他类型的pnictides。从超导和自旋密度波相变之间的中间温度区域中的载流子动力学的特有的温度依赖性,我们推断与自旋有序相相关联的电荷间隙是最大的,并且在接近两个相变温度时在两侧关闭的温度标度。
2013-02-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of Ultrafast Spin--Charge Quantum Dynamics in Strongly Correlated Systems Controlled by Femtosecond Photoexcitation: an Application to Insulating Antiferromagnetic Manganites
我们使用非平衡多体理论,从事瞬态相干,相关性和非线性的元素来描述飞秒非线性光激发引起的强相关系统的磁和电子相位的变化。利用基于Hubbard算符的广义紧束缚平均场方法,并考虑激光场的耦合,我们描述了一种由非热超快自旋和电荷耦合激发引发的绝缘体-金属和反-铁磁同时跃迁到瞬态的机制.我们证明,特别是,复合费米子准粒子的光激发诱导准瞬时自旋倾斜淬灭的反铁磁绝缘体的能隙,并作为一个非绝热的“初始条件”,触发非热晶格动力学导致绝缘体到金属和反铁磁(AFM)铁磁(FM)的转变。我们的理论预测是一致的,最近的超快泵浦-探测光谱实验,揭示了磁相变在100 fs的激光脉冲光激发的CE-型AFM绝缘相的庞磁阻锰氧化物。特别是,实验观察到两个不同的电荷弛豫组件,fs和ps,与非线性阈值依赖性的泵通量阈值,这与飞秒磁化光激发相一致。我们的理论属性飞秒自旋和电荷之间的相关性导致的磁和电子状态的过渡到自旋/电荷/晶格耦合和激光诱导的量子自旋倾斜,伴随着两个准粒子带之间的驱动布居数反转具有不同的属性:一个主要占据极化带和一个主要是空的金属带,其色散是由量子自旋倾斜。
2018-04-20 cond-mat.str-el
Femtosecond formation of collective modes due to meanfield fluctuations
从包含平均场和守恒弛豫时间近似的量子动力学方程出发,导出了描述短强激光脉冲产生的等离子体中介电函数随时间变化的解析公式。这个公式再现了飞秒光谱学最近的实验数据中看到的集体模式形成的普遍特征。该公式为描述相互作用系统中准粒子特征的形成提供了极大的简化。对数值要求很高的治疗方法现在可以集中在这些肉眼可见的特征之外的效果上,这些特征在这里是可以用分析方法描述的。
2005-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el nucl-th
Hierarchical quasiparticle dynamics in antiferromagnets revealed by time- and momentum-resolved X-ray scattering
Paul Scherrer Institute(保罗谢勒研究所);École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院);University of Bremen(不来梅大学);University of Fribourg(弗里堡大学)
通过时间与动量分辨X射线散射揭示反铁磁体中分层准粒子动力学,揭示了磁子在超快动态中的非热化过程及恢复机制。
2026-02-13 cond-mat.str-el
Electron-phonon coupling and charge gap in spin-density-wave iron-pnictides from quasiparticle relaxation dynamics
利用飞秒光抽运-探测光谱研究了具有自旋密度波(SDW)有序性的非掺杂SrFe_2As_2的准粒子弛豫和低能电子结构。在SDW转变温度T_SDW = 200 K处观察到准粒子弛豫动力学的显著临界慢化。根据瞬态反射率幅度的温度依赖性,我们确定了SDW状态电荷间隙幅度,2 Δ_SDW/k_BT_SDW=7.2 ± 1。由T_SDW以上的弛豫时间确定的Eliashberg函数的二阶矩,λ <(hbar omega)^2>=110+-10 meV ^2,与SmFeAsO和BaFe_2As_2相似,表明电子-声子耦合常数相当小,除非电子-声子谱函数(α ^2 F(omega))在低能声子区被强烈增强。
2010-02-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ultrafast real-time spectroscopy of low dimensional charge density wave compounds
我们提出了一个飞秒时间分辨光谱(TRS)作为一种实验工具,探测的结果,短期和长期的电荷密度波序的低能量电子态密度的变化。在这些实验中,飞秒激光泵浦脉冲通过材料中的带间跃迁激发电子-空穴对。这些热载流子通过电子-电子和电子-声子碰撞迅速释放能量,在10-100 fs内达到费米能附近的状态。准粒子激发光谱中存在的能隙抑制了最终弛豫步骤,并且光激发载流子在能隙上方积累。通过测量所产生的光致吸收的时间演变来监测光激发准粒子的弛豫和复合过程。这样,载流子弛豫动力学的研究给出了低能量密度态随温度变化的直接信息。本文介绍了飞秒时间分辨光谱技术在研究低维电荷密度波系统中低能电子态密度变化中的应用,并综述了近年来有关准一维和二维电荷密度波(CDW)化合物的实验研究.
2004-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Acoustic and optical phonon dynamics from femtosecond time-resolved optical spectroscopy of superconducting iron pnictide Ca(Fe_0.944Co_0.056)_2As_2
本文报道了超导铁磷属元素化物单晶Ca(Fe0.944Co0.056)2As 2在TSDW ~ 85 K自旋密度波跃迁和TSC ~20 K超导跃迁中相干激发声光声子动力学的温度演化。将应变脉冲传播模型应用于声学声子的产生,得到了在3.1 ~ 300 K温度范围内光学常数、纵、横声速随温度的变化关系。声子的频率和退相时间在T_SC以下表现出反常的温度依赖性,表明这些低能激发与库珀对准粒子的耦合。在T ~ 170处观察到声学模的振幅的最大值,这归因于T_SDW之前的自旋涨落和强的自旋-晶格耦合。
2012-09-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Influence of Optically Quenched Superconductivity on Quasiparticle Relaxation Rates in Bi2Sr2CaCu2O8+delta
我们使用时间和角度分辨的光电子能谱测量激光诱导的超导相变在Bi2Sr2CaCu2O8+ δ的准粒子弛豫动力学。而低通量测量揭示皮秒动力学,尖锐的飞秒动力学出现在更高的通量。作为能量,动量和掺杂的函数的数据分析表明,近节间隙的关闭和宏观相干性的破坏是驱动这种发病的主要机制。结果表明,瞬态电子结构的弛豫动力学,这是相关的发展非平衡相变的理解的重要影响。
2015-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ultrafast quasiparticle relaxation dynamics in normal metals and heavy fermion materials
我们提出了一个详细的理论研究的超快准粒子弛豫动力学观察正常金属和重费米子材料的飞秒时间分辨光泵浦探测光谱。对于正常金属,非热电子分布在低温下产生与温度(T)无关的电子-声子弛豫时间,这与双温模型预测的T^{-3}发散行为相反。对于重费米子化合物,我们发现在费米能附近的态密度峰内的重电子的电子-声子散射的阻挡是解释电子-声子弛豫时间在近藤温度以下快速增加的关键。我们提出的假设,较低的费米速度相比,声速提供了一个自然的阻塞机制,由于能量和动量守恒定律。
2004-02-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pair-breaking and superconducting state recovery dynamics in MgB2
本文研究了MgB_2中的光激发准粒子动力学,首次利用飞秒光学技术在时间上分辨出了库珀对破缺动力学(PBD)。PBD具有很强的温度和光激发强度依赖性。使用Rothwarf-Taylor方程的PBD的分析表明,异常PBD产生的事实,即在MgB 2光激发最初其次是能量弛豫到高频声子,而不是,如通常假设的,电子热化。此外,裸准粒子复合率和声子对断裂的概率已被确定。
2003-10-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Divergence of the quasiparticle lifetime with doping and evidence for pre-formed pairs below T* in YBa_2Cu3$O_{7-δ}
本文报道了用飞秒光谱技术测量的YBa_2Cu_3 O_{7-δ}准粒子弛豫和库珀对复合动力学随温度和掺杂δ的变化的新的时间分辨数据。结果表明,在低于T* 的面内电荷激发下,存在正常态赝能隙,超导态的准粒子弛豫时间τ_s随δ向最佳掺杂方向发散。在欠掺杂状态下,T_c处的诱导透射振幅(与E_F处的DOS成正比)和弛豫时间τ_s没有变化。根据求和规则,当δ>0.15时,这两个观测结果都表明欠掺杂YBCO在T_c处没有能隙打开。在这种情况下,T_c仅表示相位相干的开始。因此,所提供的数据表明对的形成与相关的DOS从T* 开始的重新分配和在T_c的相位相干的建立符合玻色-爱因斯坦凝聚。而在最佳掺杂的材料中,δ~ 0.1时,在T_c处出现寿命发散和态密度变化,表明能隙的打开和配对的发生同时发生。
1998-01-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gap-dependent quasiparticle dynamics and coherent acoustic phonons in parent iron pnictide CaFe2As2 across the spin density wave phase transition
利用飞秒时间分辨泵浦-探测光谱技术研究了非掺杂CaFe_2As_2铁磷族化合物单晶的超快准粒子动力学和相干声学声子,在TSDW ~ 165 K的温度范围内观察到自旋密度波和结构相变.指数衰减的QP弛豫和振荡的相干声学声子模对瞬态微分反射率的贡献在T_SDW附近有很大的变化。从温度依赖性的QP复合动力学的SDW阶段,我们估计了BCS类温度依赖性的电荷间隙与它的零温度值~(1.6+/-0.2)k_BT_SDW,而,远高于T_SDW,电子-声子耦合常数已被估计为~0.13的线性温度依赖性的QP弛豫时间。用传播应变脉冲模型分析了典型周期为~100 ps的长波相干声学声子,得到了3 K ~ 300 K温度范围内晶体的光学常数、声速和弹性模量的重要结果。
2013-02-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ultrafast Polaron Dynamics in Layered and Perovskite Manganites: 2D and 3D Polarons
利用超快光谱技术研究了钙钛矿锰氧化物La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3和层状锰氧化物La_(1.4)Sr_(1.6)Mn_2 O_7的亚皮秒准粒子动力学。我们发现当T > TC时,初始弛豫过程在几百飞秒的时间尺度上进行,对应于光激发电子向极化基态的回复.温度和维数的依赖性,这极化子纠正时间提供了深入了解极化运动和自旋动力学之间的关系,在亚皮秒的时间尺度。我们还观察到一个更传统的电子-声子弛豫的铁磁金属相低于Tc的交叉。
2016-09-28 cond-mat.str-el
Resonant spin excitations in unconventional heavy fermion superconductors and Kondo lattice compounds
近藤材料中的重准粒子带起源于f-和传导电子的杂化,表现出许多,有时共存,对称性破缺相。最值得注意的是非常规的超导性,巡回小矩反铁磁性和隐藏的高阶多极的f-电子,这都导致了重带的缺口。在极少数情况下,化学势位于杂化能隙内,并且基态是没有有序的近藤半导体。用中子非弹性散射研究了这种带隙f电子系统的动态磁响应。结果表明,在超导阈值以下或隐序带隙或直接在杂化带隙处出现了由准粒子相互作用引起的集体自旋激子模。自旋激子共振通常位于带边界矢量$Q$周围,在正常状态下具有嵌套性质。在超导的情况下,它的出现给出了一个强有力的标准,要求由于相干因子的符号变化$Δ_{{\bf k}+{\bf Q}}=-Δ_{\bf k}$的间隙对称性。因此,这种具有根本重要性的多体效应也可以用作区分所提出的间隙模型的工具。虽然在许多化合物中都观察到了自旋共振,但我们在这里仅限于讨论f电子超导体CeCoIn 5、CeCu 2Si 2和UPd 2Al 3、隐序近藤化合物CeB 6和URu 2Si 2以及近藤半导体YbB 12。
2015-09-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tracking Cooper Pairs in a Cuprate Superconductor by Ultrafast Angle-Resolved Photoemission
在高温超导体中,导致库珀对(任何超导体中的基本载流子)形成的过程仍然是个谜。我们利用飞秒激光泵浦脉冲扰动超导Bi2Sr2CaCu2O 8 +δ,并利用时间分辨和角度分辨的光电子能谱和红外反射率探针研究其后续动力学过程。间隙和准粒子的人口动态显示显着的依赖性,激发密度和晶体动量。在d波节点附近,超导能隙对泵浦强度敏感,库珀对复合缓慢。远离节点泵浦对带隙的影响很小,复合过程较快。这些结果展示了一个新的窗口到动力学过程中,管理准粒子复合和间隙形成铜酸盐。
2012-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Vortex-Controlled Quasiparticle Multiplication and Self-Growth Dynamics in Superconducting Resonators
本文利用飞秒磁光反射光谱揭示了超导谐振器中涡旋调控的准粒子倍增与自增长动力学,发现涡旋俘获导致准粒子密度显著增加约34%,为缓解QP毒化、提升超导量子比特相干性提供了关键材料层面的认识。
2025-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of the formation of long-range order during superradiant emission in a high-density e-h system
从原子、电子或电子-氢体系到量子相的转变是一个特殊的过程,系统的微观和宏观性质都发生了根本性的变化。玻色-爱因斯坦凝聚,已经在许多物理系统中观察到,包括超冷原子气体和固态准粒子。平衡凝聚最典型的例子是金属中库珀对的超导态。然而,在许多情况下,所研究的粒子或准粒子的寿命是有限的,从皮秒到毫秒不等。即使在这种情况下,冷凝也是可能的。目前普遍认为,凝聚量子态最重要的特征是密度矩阵中的相干性和非对角长程序。在微观距离上建立的相位相干性是所有玻色凝聚体的固有性质。两个凝聚体或同一凝聚体的两个独立部分之间的干涉实验通常被认为比观察基态的宏观占据更有说服力。长程序和空间相位相干性的形成可以通过使用迈克耳孙干涉仪或杨氏双缝装置研究干涉图案来测量。本文介绍了在室温下观察GaAs中高密度电子-氢系统在飞秒超辐射产生过程中宏观有序态的长程时空相干性的实验结果
2012-09-26 cond-mat.str-el physics.optics
Anomalous amplitude mode dynamics below the expected charge-density-wave transition in 1$T$-VSe$_2$
本研究通过飞秒宽带瞬态反射率实验发现1$T$-VSe$_2$的CDW振幅模在80 K软化至零频,提示预期110 K转变以下存在额外相变,并证实中等激发密度下光致CDW熔化。
2024-08-29 cond-mat.str-el
Evidence for a universal length scale of dynamic charge inhomogeneity in cuprate superconductors
时间分辨光学实验可以给出飞秒时间尺度上动态电荷不均匀性特征长度尺度的唯一信息。从数据上的有效准粒子弛豫时间r在La 2-xSrxCuO 4和Nd 2-xCexCuO 4中,我们得到的温度和掺杂依赖性的本征声子逃逸长度LE,这在某些情况下,可以被证明是一个直接的测量电荷的不均匀性。值得注意的是,p型和n型铜氧化物的一个共同特征--这对超导性有重要的影响--是当T Tc从上面看时,逃逸长度接近零温度超导相干长度le s(0)。在Tc附近,le似乎遵循Ginsburg-Landau相干长度GL(T)的临界行为。在正常状态下,发现LE与从电阻率数据获得的平均自由程lm非常一致。LE的数据也同意以及从中子散射实验中获得的结构相干长度LS的数据,这意味着存在复杂的内在纹理在不同的长度尺度上,这可能有深远的影响,这些材料的功能特性。
2005-04-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ultrafast Magneto-Pressure Spectroscopy and Control of Correlated Phases in a Trilayer Nickelate
Ames National Laboratory, U.S. Department of Energy(艾姆斯国家实验室);Department of Physics and Astronomy, Iowa State University(爱荷华州立大学物理与天文学系);Materials Science Division, Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室材料科学部);School of Physics, Southeast University(东南大学物理学院);Department of Physics, University of Alabama at Birmingham(阿拉巴马大学伯明翰分校物理系)
研究通过超快磁压光谱揭示三镍酸层中压驱动的电子不稳定性及关联相演化,发现电荷密度波相变中准粒子弛豫的临界减慢及超导相关性。
2026-04-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con