We study the magnetic excitation spectra in L-edge resonant inelastic x-ray scattering (RIXS) from undoped cuprates. We analyze the second-order dipole allowed process that the strong perturbation works through the intermediate state in which the spin degree of freedom is lost at the core-hole site. Within the approximation neglecting the perturbation on the neighboring sites, we derive the spin-flip final state in the scattering channel with changing the polarization, which leads to the RIXS spectra expressed as the dynamical structure factor of the transverse spin components. We assume a spherical form of the spin-conserving final state in the channel without changing the polarization, which leads to the RIXS spectra expressed as the 'exchange'-type multi-spin correlation function. Evaluating numerically the transition amplitudes to these final states on a finite-size cluster, we obtain a sizable amount of the transition amplitude to the spin-conserving final state in comparison with that to the spin-flip final state. We treat the itinerant magnetic excitations in the final state by means of the 1/S-expansion method. Evaluating the higher-order correction with 1/S, we find that the peak arising from the one-magnon excitation is reduced with its weight, and the continuous spectra arising from the three-magnon excitations come out. The interaction between two magnons is treated by summing up the ladder diagrams. On the basis of these results, we analyze the L_3-edge RIXS spectra in Sr_2CuO_2Cl_2 in comparison with the experiment. It is shown that the three-magnon excitations as well as the two-magnon excitations give rise to the intensity in the high energy side of the one-magnon peak, making the spectral shape asymmetric with wide width, in good agreement with the experiment.
Resonant Inelastic X-Ray Scattering Spectra of Cuprate Superconductors Predicted by Model of Fractionalized Fermions
基于电子被分解为两个分量的假设，对共振非弹性X射线散射（RIXS）的强度进行了理论分析。通过拟合铜氧化物高$T_{\rm c}$超导体Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$的角分辨光电子能谱（ARPES）数据和Yamaji { \it et al.}（arXiv：1903.08060），我们确定了描述电子分馏的二分量费米子模型的参数。利用该描述预测了RIXS谱。我们发现，相对于正常或赝能隙相的超导相的强度增强。由于增强是不寻常的，我们建议这可以作为一个关键的测试是否非常规的电子分馏捕获的铜氧化物超导性的本质。这种使用多个独立光谱数据的组合分析，在理论和机器学习见解的帮助下，被视为{ \it集成光谱}，为研究强关联电子系统中的困难开放问题开辟了一条新途径。
Resonant Inelastic X-ray Scattering (RIXS) Spectra for Ladder Cuprates
梯状化合物Sr $_{14}$ Cu $_{24}$ O $_{41}$作为超导铜氧化物的准一维类似物和当Sr被Ca取代时作为其自身的超导体都是令人感兴趣的。为了模拟该化合物的共振非弹性X射线散射（RIXS）谱，我们研究了较简单的SrCu $_{2}$ O $_{3}$体系，该体系的晶体结构包含非常相似的梯形平面。我们用只含Cu的两带紧束缚模型近似计算了SrCu $_{2}$ O $_{3}$的LDA色散.强关联效应被纳入反铁磁基态的假设。角分辨光电子能谱（ARPES）和RIXS的梯形化合物的数据被发现是在合理的符合我们的理论预测。
Collective nature of spin excitations in superconducting cuprates probed by resonant inelastic x-ray scattering
利用共振非弹性X射线散射（RIXS）技术，研究了高温超导体YBa_2Cu_3 O_（6 +x）在宽掺杂范围（0.1 < x < 1）内的色散自旋激发。当入射光子能量从共振条件失谐时，仔细监测激发分布，发现自旋激发能对所有x都与失谐无关。这些发现表明，掺杂铜氧化物中自旋翻转RIXS分布的最大部分来自磁集体模式，而不是最近理论上提出的非相干粒子-空穴激发[Benjamin等人，Phys. Rev. Lett. 112，247002（2014）]。在铜酸盐的电子系统的理论描述的影响进行了讨论。
Analysis of the resonance peak and magnetic coherence seen in inelastic neutron scattering of cuprate superconductors: a consistent picture with tunneling and conductivity data
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。
Resonant inelastic x-ray scattering data for Ruddlesden-Popper and reduced Ruddlesden-Popper nickelates
Ruddlesden-Popper和还原Ruddlesden-Popper镍酸盐是模拟高温超导铜酸盐性质的有趣候选者。这些镍酸盐和铜酸盐之间的相似程度一直是相当大的辩论的主题。共振非弹性X射线散射（RIXS）在探索它们的电子和磁激发方面发挥了重要作用，但这些努力因不同样品之间的不一致性和缺乏公开可用的数据进行详细比较而受到阻碍。为了解决这个问题，我们提出了开放RIXS数据La 4 Ni 3 O 10和La 4 Ni 3 O 8。
Effects of $τ_1$ Scattering on Fourier-Transformed Inelastic Tunneling Spectra in High-$T_c$ Cuprates with Bosonic Modes
研究了d波超导体中$τ_1$杂质诱导的$\mathbf{q}$空间能量导数局域态密度（LDOS）谱.我们的动机部分是最近的扫描隧道显微镜（STM）观察到的强间隙不均匀性与弱的电荷密度变化在Bi $_{2}$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$（BSCCO）。我们的假设是，间隙的不均匀性可能是由对电位的无序触发的。我们着重讨论了d波超导能隙移动时，电子耦合对各种玻色子模的影响。由于电子与$B_{1g}$声子模式的高度各向异性耦合的图案与BSCCO中的傅里叶变换非弹性电子隧道光谱（FT-IETS）STM实验的初步结果相似。我们讨论了我们的研究结果的背景下，在ARPES实验中看到的带重整化效应的影响，并提出了进一步探讨高$T_c$铜酸盐中的电子玻色子耦合的方法。
Resonant Inelastic X-ray Scattering Study of Electron-Exciton Coupling in High-Tc Cuprates
要解释高$T_c$铜酸盐的超导机制，需要了解是什么导致电子形成库珀对。配对可以通过声子、屏蔽库仑力、自旋或电荷涨落、激子或这些的组合来介导。一个激子配对机制已被假定，但实验证据之间的耦合在铜酸盐的传导电子和激子是零星的。本文用共振非弹性X射线散射（RIXS）方法测量了不同载流子浓度的Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8-x}$（Bi-2212）晶体的$\underline{d}d$激子谱随温度的变化。当材料从正常态转变为超导态时，我们观察到$\underline{d}d$激子谱的显著变化。我们的观察表明，当材料进入超导相时，在过掺杂（欠掺杂）样品中的$\underline{d}d$激子开始向上（向下）移动。我们属性的超导诱导效应和它的符号反转从欠掺杂到过掺杂的交换耦合的$\underline{d}d$激子的网站周围的铜自旋。
Quantum oscillations from `open' Fermi surface in quasi-one-dimensional lattices: Application to YBa2Cu3O6 cuprates, organic salts, ladder compounds, and related systems
根据著名的Onsagar-Lifshitz范式，Shubnikov de-Haas和de-Haas van Alphen（SdHvA）振荡的观察表明，在体中存在“闭合”轨道费米面。我们提出了一个基于实空间的计算SdHvA振荡在广义准一维晶格放松的准经典近似嵌入在这个几十年的老Onsagar-Lifshitz范式。我们发现，相当大的量子振荡可以产生从'开放'费米表面，只要回旋轨道可以形成在现实空间中有限的，但不一定相等，电子跳跃沿x和y方向。我们的结果定量地解释了各种准一维材料中令人困惑的SdHvA振荡的出现，包括YBa_2Cu_3O_6铜酸盐的链态，有机材料，各种梯形化合物，弱耦合线性链，或量子线，和其他相关系统。
Coexistence of ferromagnetism and superconductivity in the hybrid ruthenate-cuprate compound RuSr_2GdCu_2O_8 studied by muon spin rotation (μSR) and DC-magnetization
