采用金刚石对顶砧装置研究了YBa $_2$ Cu $_4$ O $_8$(Y 124)在18 GPa高压下的晶体结构和电阻率,以阐明其导电机理. Y124在11 GPa附近引起一级相变,转变为正交晶系的Imm。高压相(HPP)也显示出超导性,而电阻的温度依赖性和转变温度Tc的压力依赖性在11 GPa以上急剧变化。在HPP中CuO $_2$平面仍然存在,但CuO双链随着相变而坍塌,转变为三维Cu-O网络,导致导电体系的更新。
英文摘要:
The crystal structure and electrical resistivity of YBa$_2$Cu$_4$O$_8$ (Y124) were studied under high pressure up to 18 GPa using diamond-anvil cells, respectively, in order to clarify its conduction mechanism. Y124 causes the first-order phase-transition into the orthorhombic Immm at pressure around 11 GPa. The high-pressure phase (HPP) also shows the superconductivity, while the manner of temperature dependence of electrical resistance and the pressure dependence of transition temperature, Tc, drastically change above 11 GPa. The CuO$_2$ plane persists in HPP but the CuO double chains collapse with the phase transition and transform into three-dimensional Cu-O network, resulting in the renewal of conduction system.
Intrinsic Hall response of the CuO2 planes in a chain-plane-composite system of YBa2Cu3Oy
测量了YBa $_2$ Cu $_3$ O $_y$非孪晶单晶在宽掺杂范围内的霍尔系数。我们表明,霍尔电导率和霍尔角的{ \it CuO $_2$平面}在YBa $_2$ Cu $_3$ O $_y$可以从可测量的输运性质提取,而不管导电的Cu-O链,也不是在平面各向异性的CuO $_2$平面。本分析使我们能够讨论真正的霍尔效应在CuO $_2$平面单独在YBa $_2$ Cu $_3$ O $_y$没有任何并发症,由于Cu-O链。
Comparison of charge modulations in La$_{1.875}$Ba$_{0.125}$CuO$_4$ and YBa$_2$Cu$_3$O$_{6.6}$
最近在(Y,Nd)Ba $_2$ Cu $_3$ O $_{6+x}$ [Ghiringhelli { \em et al.} Science 337,821(2013)]。在这里,我们报告铜$L_3$边缘软X射线散射研究比较晶格调制与电荷调制在YBa $_2$铜$_3$ O $_{6.6}$与众所周知的电荷和自旋条纹顺序在La $_{1.875}$ Ba $_{0.125}$ CuO $_4$。我们发现,在这两种情况下,CuO $_2$平面上的关联长度都是各向同性的,La $_{1.875}$ Ba $_{0.125}$ CuO $_4$的关联长度是$259 \pm 9$,YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6.6}$的关联长度是$55 \pm 15$.假设两种化合物中的电荷有序存在弱的面间关联,我们得出结论:La $_{1.875}$ Ba $_{0.125}$ CuO $_4$和YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6.6}$中的晶格调制的有序参数具有相同的数量级.
NMR evidence for Friedel-like oscillations in the CuO chains of ortho-II YBa$_2$Cu$_3$O$_{6.5}$
对去孪晶的Ortho-II型$_2$ O $_{6.5}$(YBCO 6.5)单晶的CuO链的核磁共振(NMR)测量揭示了不寻常的和显著的性质。链Cu共振显着加宽,但逐渐,从室温冷却。其线形及其温度依赖性与常规自旋/电荷密度波(S/CDW)相变的线形及其温度依赖性显著不同。相反,线加宽归因于小振幅静态自旋和电荷密度振荡,其具有与有限长度链的末端连接的空间变化的振幅。这种CuO链现象的影响也清楚地表现在平面Cu NMR中。
Proof of bulk charge ordering in the CuO$_2$ plane of the cuprate superconductor YBa$_2$Cu$_3$O$_{6.9}$ by high pressure NMR
铜氧化物超导体仍然有许多悬而未决的问题,特别是关于它们的正常状态属性,包括电荷有序的作用。在CuO $_2$平面中的$^{63,65}$ Cu和$^{17}$ O上的核磁共振是电荷变化的非常灵敏的本体探针,但未被正确理解。从早期的核磁共振谱来看,YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6+y}$中氧卫星线的分裂是由于正交畸变引起的,同时也可能是由于电荷有序化引起的.我们采用高压NMR对YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6.9}$,希望电荷顺序将响应不同的压力比化学晶格。这就是我们所发现的,我们证明了存在的电荷排序,即使在环境条件下。随着压力的增加,我们可以遵循它的局部对称性和振幅作为温度的函数。我们的发现与迄今为止报道的其他技术不同,但也显示出相似之处,将进行讨论。我们还提供了证据,从文献NMR数据表明,这种电荷排序是普遍存在的CuO $_2$平面。
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。
A study of the ferromagnetic transition of $SrRuO_3$ in nanometer thick bilayers with $YBa_2Cu_3O_y$, $La_{1.88}Sr_{0.12}CuO_{4-y}$, Au and Cr: Signature of injected carriers in the pseudogap regime
Strength of the phonon-coupling mode in $La_{2-x}Sr_{x}CuO_{4}$, $Bi_{2}Sr_{2}CaCu_{2}O_{8+x}$ and $YBa_{2}Cu_{3}O_{6+x}$: An estimation from the ARPES-nodal measurements
Anisotropic microwave conductivity of cuprate superconductors in the presence of CuO chain induced impurities
在动能驱动的超导机制下,研究了邻位Ⅱ型$_2$的微波电导各向异性.邻位-Ⅱ $_2$ $_3$ O $_{6.50}$的特征在于填充和空$\hat{b}$轴CuO链的周期性交替。考虑CuO链诱导的扩展各向异性杂质散射,基于准粒子激发和散射过程的节块近似,再现了邻位Ⅱ型$_2$微波电导各向异性的主要特征,包括$\hat{a}$轴和$\hat{b}$轴微波电导的能量和温度依赖性的强度和线形.我们的研究结果也证实了$\hat{b}$轴CuO链诱导杂质是各向异性的主要来源。
Atomic-scale identification of novel planar defect phases in heteroepitaxial YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ thin films
我们已经发现了两种出现在异质外延YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$(YBCO 123)薄膜中的新型平面缺陷,所述异质外延YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$(YBCO 123)$_{2/3}$ Ca $_{1/3}$ MnO $_3$(LCMO)覆盖层通过脉冲激光沉积(PLD)生长,使用高角度环形暗场扫描透射电子显微镜的组合(HAADF-STEM)成像和电子能量损失谱(EELS)映射以进行明确的识别。这些平面晶格缺陷是基于两个CuO链之间的BaO平面或两个CuO $_2$平面之间的多个Y-O层的共生,导致可能直接影响高- $T_c$超导性的非化学计量层序列。
Magnetic field-dependence of the basal-plane superconducting anisotropy in YBa2Cu4O8 from small-angle neutron scattering measurements of the vortex lattice
我们报道了欠掺杂YBa $_{2}$ Cu $_{4}$ O $_{8}$(Y 124)超流密度的基面各向异性的研究,显示了CuO $_{2}$面和完全占据的CuO链的影响.从涡旋晶格的小角中子散射测量,我们可以推断温度($T$)范围$T=$ 1.5 K至$T_{\rm c}$和磁感应强度$B$从0.1 T至6 T的超导(SC)性质。我们发现,沿\textbf{a}的超流密度有一个简单的$d$波T-依赖。然而,沿着\textbf{b}(链方向),超流密度随着$T$和场的增加而下降得更快。这强烈地暗示了邻近效应诱导的CuO链中的超导电性的抑制。此外,我们的研究结果不支持一个共同的框架,低场平面SC响应在Y 124和相关的YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$,也表明,任何磁场诱导的电荷密度波秩序在Y 124只存在于6 T以上的领域。
Stripe motion in CuO{2} planes of Y{1-x}Pr{x}Ba{2}Cu{3}O{7} as seen from the Cu(2) NQR
Pulsed NQR at the frequencies of 28-33 MHz has been used to study copper NQR spectra in YBa{2}Cu{3}O{7}, TmBa{2}Cu{3}O{7} and Y{0.9}Pr{0.1}Ba{2}Cu{3}O{7} compounds at temperatures of 4.2-200K. Quantitative analysis of the spectra has shown that the "plane" Cu(2) spectra shape is well described by using a model of 1D correlations of charge and spin distribution in CuO{2} planes (stripe correlations). In the undoped superconductors the charge-spin stripe structure moves fast in the CuO{2} planes, but doping the YBa{2}Cu{3}O{7} lattice with praseodymium slows this motion down.
Proximity Effects and Quantum Dissipation in the Chains of YBa$_2$Cu$_3$O$_{6+x}
我们认为,最近的扫描隧道显微镜,角分辨光电子能谱和红外光谱实验上的CuO链的YBa $_2$铜$_3$ O $_{6+x}$一致的解释内的相干链平面和非相干链间耦合的相互作用的邻近模型的结果。我们表明,CuO $_2$平面作为欧姆热浴的电子自由度的链,诱导大量的量子耗散。在平面$T_c$之下,链中的电荷激发获得了一个普适的超导能隙,其相位和大小与动量有关。我们预测,这种差距的大小随链中的空穴浓度的非单调变化。
Modification of structural disorder by hydrostatic-pressure in superconducting YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{6.73}$ cuprate
通过高压应用,已经做出了令人信服的努力来提高超导体的临界温度($T_{c}$)。理解这种改善背后的基本机制至关重要,但仍有许多问题尚不清楚。本文采用X射线散射方法研究了邻位Ⅲ型$_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{6.73}$(YBCO)在~6.0 GPa流体静压下的晶体结构。在高压下发现了YBCO的强化氧有序(OO),揭示了Cu-O层中的氧重排,这明显地表明了CuO $_{2}$面与Cu-O层之间的电荷转移现象。同时,我们也观察到没有无序钉扎电荷密度波(CDW)的签名下的CuO $_{2}$平面HP。这表明氧重排改变了CuO $_{2}$平面中的淬灭无序状态。利用这些结果,我们适当地解释了为什么压力条件下可以实现更高的$T_{c}$比在环境压力下的最佳$T_{c}$在YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{6+x}$。作为这些结果的一个暗示,最后,我们讨论了无序的变化可以使它更容易的YBa $_{2}$-Cu $_{3}$-O $_{6+x}$进行下的外部磁场的情况下,到一个有序的转变。
Thermodynamics of $T_{\rm c}$ suppression in far-overdoped Tl$_2$Ba$_2$CuO$_6$
Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter(马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所);SUPA School of Physics and Astronomy, University of St Andrews(圣安德鲁斯大学物理与天文学学院(SUPA));Department of Physics, Simon Fraser University(西蒙菲莎大学物理系);H.H. Wills Physics Laboratory, University of Bristol(布里斯托大学H.H.威尔斯物理实验室);Department of Physics, University of Florida(佛罗里达大学物理系)
通过测量微克级 Tl$_2$Ba$_2$CuO$_6$ 晶体的电子比热,发现超导异常持续至远过掺杂区,弱耦合 BCS 框架定量重现实验,表明 $T_{\ m c}$ 抑制源于配对强度平滑下降。
Rapid Suppression of the Charge Density Wave in YBa$_2$Cu$_3$O$_{6.6}$ under Hydrostatic Pressure
我们报告的影响,流体静压(HP)上观察到的电荷密度波在欠掺杂的铜酸盐。用高分辨非弹性X射线散射(IXS)研究了$_2$ O $_{6.6}$($T_c$ =61 K),揭示了与电荷密度波(CDW)阶相关的声子异常对HP的极端敏感性.正常态展宽和超导诱导的声子软化在Q $_{CDW}$的振幅迅速下降,作为HP的应用,导致在低于$\sim$ 1 GPa的CDW的签名的完全抑制。对YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6.75}$的附加IXS测量表明,这种非常快速的效应不能用压力引起的掺杂水平的修改来解释,并且突出了外部压力和掺杂在调整铜酸盐相图中的不同作用。我们的研究结果提供了新的见解CDW的形成及其与超导性的相互作用的机制。
Coherence and superconductivity in coupled one-dimensional chains: a case study of YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{y}$
本文报道了高$T_{c}$超导体YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{y}$中Cu-O链在跨越$% y=6.28-6.75$掺杂范围内的红外响应。我们发现在中红外频率的幂律缩放与Tomonaga-Luttinger液体的预测一致的证据,从而支持链中一维运输的概念。我们分析了耦合到CuO $_{2}$平面在建立无序链片段的金属性和超导电性的作用。