电荷有序态的动力学是欠掺杂铜氧化物高温超导体的关键问题之一,但在几乎所有的铜氧化物中都检测到了静态的短程电荷有序畴。通过测量非平衡电荷输运或电阻$R$,我们探测了La $_{1.48}$ Nd $_{0.4}$ Sr $_{0.12}$ CuO $_{4}$中CO(和结构)转变的动力学,该系统响应于温度和外加磁场的变化。我们发现亚稳态,集体行为和临界性的证据。在临界区的集体动力学表明强烈的钉扎无序。令人惊讶的是,非平衡效应,如雪崩在$R$,揭示只有当临界区接近电荷有序相。我们对La $_{1.48}$ Nd $_{0.4}$ Sr $_{0.12}$ CuO $_{4}$的研究结果为CO跃迁的涨落顺序提供了长期以来寻找的证据,也对动态条纹理论提出了重要的限制。
英文摘要:
The dynamics of charge-ordered states is one of the key issues in underdoped cuprate high-temperature superconductors, but static short-range charge-order (CO) domains have been detected in almost all cuprates. We probe the dynamics across the CO (and structural) transition in La$_{1.48}$Nd$_{0.4}$Sr$_{0.12}$CuO$_{4}$ by measuring nonequilibrium charge transport, or resistance $R$ as the system responds to a change in temperature and to an applied magnetic field. We find evidence for metastable states, collective behavior, and criticality. The collective dynamics in the critical regime indicates strong pinning by disorder. Surprisingly, nonequilibrium effects, such as avalanches in $R$, are revealed only when the critical region is approached from the charge-ordered phase. Our results on La$_{1.48}$Nd$_{0.4}$Sr$_{0.12}$CuO$_{4}$ provide the long-sought evidence for the fluctuating order across the CO transition, and also set important constraints on theories of dynamic stripes.
Magnetic-field-induced enhancement of the vortex pinning in the overdoped regime of La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$ : Relation to the microscopic phase separation
为了研究过掺杂高$T_{\rm c}$铜氧化物超导态的不均匀性,我们测量了La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$(LSCO)单晶在过掺杂区的磁化率$χ$.对于$x$ = 0.198和0.219,发现$χ$在1T中的温度依赖性表现出平台,即在SC状态中,$χ$在中等温度范围内几乎与温度无关。此外,在这些晶体中明显地出现了磁化曲线中的所谓第二峰。这些结果表明,异常增强的涡旋钉扎,并强烈建议发生$microscopic$相分离到SC和正常状态的区域中过掺杂的高$T_{\rm c}$铜酸盐。
Critical Doping for the Onset of Fermi-Surface Reconstruction by Charge-Density-Wave Order in the Cuprate Superconductor La$ _{2-x} $Sr$_{x} $CuO$ _{4}$
Photoinduced Suppression of Superconductivity in Bi$_2$Sr$_2$Ca$_2$Cu$_3$O$_{10+δ}$
高温超导体中的超导性是通过将电荷载流子引入到含有CuO $_2$平面的铜氧化物绝缘体中来实现的。这些CuO $_2$平面的扰动通过强烈影响电子环境来抑制超导性。本文利用Cu离子在CuO $_2$平面上的光致电子改性研究了Bi $_2$ Sr $_2$ Ca $_2$ Cu $_3$ O $_{10+δ}$中局域微扰的影响。这种方法已用于抑制超导转变温度T $_c$。我们表明,我们的结果光致抑制的超导性是一致的情况下,基于钉扎的波动条纹在Bi $_2$ Sr $_2$ Ca $_2$ Cu $_3$ O $_{10+δ}$。
Nernst Effect of stripe ordering La$_{1.8-x}$Eu$_{0.2}$Sr$_x$CuO$_4$
我们研究了La $_{1.8-x}$ Eu $_{0.2}$ Sr $_x$ CuO $_4$($x=0.04$,0.08,0.125,0.15,0.2)的输运性质,特别关注正常态下的能斯特效应.数据中存在各种异常特征。对于$x=0.125$和0.15,在LTT相中电荷条纹有序开始的附近存在扭结状异常,表明条纹有序相中增强的正准粒子能斯特响应。在较高的温度下,除了$x=0.2$的所有掺杂水平表现出进一步的扭结异常的LTO阶段,不能明确地与条纹顺序。此外,在掺杂水平$x=0.125$和$x=0.15$下,条形有序La $_{1.8-x}$ Eu $_{0.2}$ Sr $_x$ CuO $_4$和超导La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$的能斯特系数之间的直接比较揭示了仅微弱的差异。我们的研究结果对任何解释空穴掺杂铜酸盐能斯特响应的方案提出了很高的要求。
High-Temperature Charge-Stripe Correlations in La$_{1.675}$Eu$_{0.2}$Sr$_{0.125}$CuO$_4$
我们用共振非弹性X射线散射研究了La $_{1.675}$ Eu $_{0.2}$ Sr $_{0.125}$ CuO $_4$中的电荷条纹相关。通过区分弹性和非弹性散射,它表明,电荷条纹相关性之前的结构低温tetraxide相和运输定义的pseudogap发病。从电荷条纹的散射峰振幅衰减约为$T^{-2}$对我们的检测限。然而,面内积分强度大致保持与温度无关。因此,虽然在高温下的不可逆性显示出显着的大幅度增加,我们的结果是通过一个单一的散射成分解释。事实上,与其他条纹有序化合物(La $_{1.875}$ Ba $_{0.125}$ CuO $_4$、La $_{1.475}$ Nd $_{0.4}$ Sr $_{0.125}$ CuO $_4$和La $_{1.875}$ Sr $_{0.125}$ CuO $_4$)的直接比较表明,所有这些化合物的积分散射强度大致恒定。因此,我们的研究结果提供了一个统一的图片的La为基础的铜酸盐的电荷条纹有序。当La $_{1.675}$ Eu $_{0.2}$ Sr $_{0.125}$ CuO $_4$中的电荷关联超出低温四元相和赝隙相时,它们的出现预示着该化合物中的自发对称性破缺。
Charge order dynamics in underdoped La$\mathbf{_{1.6-\textit{x}}}$Nd$\mathbf{_{0.4}}$Sr$\mathbf{_\textit{x}}$CuO$\mathbf{_{4}}$ revealed by electric pulses
用脉冲电流注入法研究了典型的条形有序铜酸盐La $_{1.48}$ Nd $_{0.4}$ Sr $_{0.12}$ CuO $_{4}$中电荷有序畴的动力学。我们首先确定的制度,其中非热效应占主导地位的简单焦耳加热,然后证明,对于足够小的扰动,脉冲电流注入允许访问非热致电阻亚稳态。的结果是一致的钉扎的波动的电荷顺序,与波动是最明显的电荷顺序的起始温度。只有当从电荷有序相过渡时,才显示出非平衡效应。我们的实验建立了脉冲电流注入作为一种可行的和有效的方法,用于探测在各种其他材料的电荷序动力学。
{63}Cu NQR Study of the Inhomogeneous Electronic State in La{2-x}Sr{x}CuO{4}
We report detailed systematic measurements of the spatial variation in electronic states in the high T{c} superconductor La{2-x}Sr{x}CuO{4} (0.04<= x <= 0.16) using {63}Cu NQR for {63}Cu isotope enriched poly-crystalline samples. We demonstrate that the spatial variation in local hole concentration {63}x{local} given by {63}x{local} = x +/- {63}Dx{local}, where x is the nominal hole concentration and {63}Dx{local} is defined as the amplitude (or extent) of the spatial variation, is reflected in the frequency dependence of the spin-lattice relaxation rate {63}1/T{1} across the inhomogeneous lin…
Normal state specific heat in the cuprates La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$ and Bi$_{2+y}$Sr$_{2-x-y}$La$_x$CuO$_{6+δ}$ near the critical point of the pseudogap phase
在低温下(低至$0.5~{\rm K}$)测量了铜酸盐超导体La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$和Bi $_{2+y}$ Sr $_{2-x-y}$ La $_x$ CuO $_{6+δ}$的比热$C$,掺杂$p$接近于$p^\star$,即赝能隙相开始的临界掺杂。施加高达$35~{\rm T}$的磁场以抑制超导性,从而在低温下直接进入正常状态,并能够在$T \to 0$确定$C_e$,即电子对正常状态比热的贡献。在La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$中,$x=p = 0.22$、$0.24$和$0.25$、$C_e / T = 15-16~{\rm mJmol}^{-1}{\rm K}^{-2}$中,$T = 2~{\rm K}$的值是在较高掺杂($p > 0.3$)和较低掺杂($p < 0.15$)下测量的值的两倍。这证实了在$p^\star\simeq 0.19$处$C_e$的掺杂依赖性中存在宽峰,如先前报道的其中超导电性被Zn杂质破坏的样品。此外,在这三种掺杂下,我们发现$T \to 0$的对数增长,使得$C_e / T \sim {\rm B}\ln(T_0/T)$。$p$的峰值和$T$的对数依赖性是量子临界的两个典型热力学特征。在非常不同的铜酸盐Bi $_{2+y}$ Sr $_{2-x-y}$ La $_x$ CuO $_{6+…
Hole Localization in Underdoped Superconducting Cuprates Near 1/8th Doping
在YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6+x}$和HgBa $_2$ Ca $_{n-1}$ Cu $_n$ O $_{2n+2+δ}$($n$ = 1,2,3)中,在宽掺杂范围内测量热导率与温度的关系表明,对于接近$p$ =1/8的空穴浓度,会产生小的局部空穴区域。这些数据意味着本地化的机制,是固有的CuO $_2$ -平面,并通过与氧空位簇钉扎增强。
$^{139}$La NMR investigation of the interplay between the lattice, charge, and spin dynamics in charge ordered high $T_c$ cuprate La$_{1.875}$Ba$_{0.125}$CuO$_{4}$
Southern University of Science and Technology(南方科技大学);Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area(粤港澳大湾区量子科学中心);Tsinghua University(清华大学)
Optical Birefringence and Dichroism of Cuprate Superconductors in the THz regime
光学偏振各向异性的存在,如法拉第/克尔效应,线性双折射和磁电双折射是物质对称性破缺的证据。最近在铜氧化物赝能隙相中发现的近红外光克尔效应可以被看作是自发对称性破缺和反常长程有序态存在的有力证据。在这项工作中,我们提出了一个高精度的研究在太赫兹制度的铜酸盐的偏振特性。虽然没有法拉第效应被发现在这个频率范围内的限制,我们的实验不确定性(1.3毫弧度或0.07 $^\circ$),一个小的,但显着的偏振旋转被检测到,从一个异常的线性二向色性。在YBa $_2$ Cu $_3$ O $_y$中,该效应具有反映赝能隙温度T $^*$的温度起始,并且在欠掺杂样品中增强。在$x=1/8$ La $_{2-x}$ Ba $_{x}$ CuO $_4$中,该效应在室温以上开始,但在已知与自旋和电荷有序态相关的温度标度附近显示出显著增强。这些功能是一致的损失的CuO $_2$平面的电子结构中的pseudogap状态的C $_4$旋转和镜像对称性。
Revealing the high-energy electronic excitations underlying the onset of high-temperature superconductivity in cuprates
在强关联系统中,费米能(EF)处的电子性质与高能尺度处的电子性质交织在一起。高温超导(HTSC)领域的关键挑战之一是理解与Mott类激发(|E-E $_{F}$|>1 eV)参与冷凝物的形成。在这里,我们展示了多体高能量CuO 2激发在1.5和2 eV和HTSC的发病之间的相互作用。这是揭示了一种新的光泵超连续探测技术,它提供了访问的动态介电函数在Bi $_2$ Sr $_2$ Ca $_{0.92}$ Y $_{0.08}$ Cu $_2$ O $_{8+δ}$在一个扩展的能量范围内,光诱导抑制后的超导配对。这些结果揭示了一个非常规的机制在HTSC的基础上低于和高于最佳空穴浓度所需的达到最大临界温度(T $_c$)。
Thermodynamic evidence for nematic phase transition at the onset of pseudogap in YBa$_2$Cu$_3$O$_y$
在寻求理解铜酸盐超导性的过程中,一个中心问题是赝能隙态的性质和起源,赝能隙态包含异常的电子态,如费米弧、电荷密度波(CDW)和$d$波超导性。一个基本上重要的,但长期存在争议的问题是赝能隙态是否是一个独特的热力学相,其特征在于低于起始温度$T^*$的对称性破缺。电子向列性(四重($C_4$)旋转对称性破缺)已成为赝能隙范围内的一个关键特征,但向列相变的存在与否及其与赝能隙的关系仍未得到解决。在这里,我们报告的热力学测量的磁矩在欠掺杂制度的斜方晶系YBa $_2$ Cu $_3$ O $_y$与一个领域旋转的CuO $_2$平面,这使我们能够量化磁各向异性异常高的精度。在进入赝能隙区后,在$T^*$处表现出明显的扭结后,磁化率的面内各向异性增加。我们的掺杂依赖性分析表明,这种各向异性被保存在低于$T^*$,即使在极限的正交性的影响被消除。此外,过量的面内各向异性数据显示出显着的缩放行为相对于$T/T^*$在宽的掺杂范围。这些结果提供了热力学证据表明,赝能隙开始与二阶相变相变,这是不同于CDW过渡,伴随着平移对称性破缺。这表明赝能隙相界附近的涨落与正常状态下的奇怪金属行为有潜在的联系,从中出现了高$T_c$超导性。
Incommensurate spin density modulation in a copper-oxide chain compound with commensurate charge order
中子衍射已被用来确定的磁性结构的Na $_8$ Cu $_5$ O $_{10}$,一个化学计量的化合物,含有链的基础上共享边缘CuO $_4$斑块。该链掺杂有2/5孔每个Cu网站,并表现出长程相称的电荷秩序与发病远高于室温。低于$T_N = 23$ K,中子数据表明长程共线磁序与自旋密度调制,其传播矢量是相称的沿和不相称的垂直链。竞争链间交换相互作用进行了讨论,作为一个可能的起源的无公度磁秩序。