Observation of electronic bound states in charge-ordered YBa$_2$Cu$_3$O$_y$
R. Zhou, M. Hirata, T. Wu, I. Vinograd, H. Mayaffre, S. Krämer, M. Horvatić, C. Berthier, A. P. Reyes, P. L. Kuhns, R. Liang, W. N. Hardy, D. A. Bonn, M. -H. Julien
观察固体中的电子态如何对局部对称性破缺做出反应，可以深入了解它们的微观本质。一个突出的例子是当准粒子从缺陷上散射时束缚态的形成。这是已知的，在特定的情况下，发生在某些金属和超导体，但不是，在一般情况下，在电荷密度波（CDW）状态。在这里，我们报告了未预见的观察到的束缚态时，磁场淬火超导性，并诱导长程CDW秩序在YBa $_2$ Cu $_3$ O $_y$。束缚态确实产生了一个不均匀的图案的局部密度的状态$N(E_F)$，导致一个歪斜的分布的骑士位移，这是通过一个不对称的$^{17}$ O NMR线检测到这里。我们认为，这种效应最有可能是从散射的缺陷在CDW状态，这提供了一个新的情况下，在凝聚态系统中的无序诱导的束缚态和一个有见地的窗口到电荷排序的铜酸盐。
英文摘要：
Observing how electronic states in solids react to a local symmetry breaking provides insight into their microscopic nature. A striking example is the formation of bound states when quasiparticles are scattered off defects. This is known to occur, under specific circumstances, in some metals and superconductors but not, in general, in the charge-density-wave (CDW) state. Here, we report the unforeseen observation of bound states when a magnetic field quenches superconductivity and induces long-range CDW order in YBa$_2$Cu$_3$O$_y$. Bound states indeed produce an inhomogeneous pattern of the local density of states $N(E_F)$ that leads to a skewed distribution of Knight shifts which is detected here through an asymmetric profile of $^{17}$O NMR lines. We argue that the effect arises most likely from scattering off defects in the CDW state, which provides a novel case of disorder-induced bound states in a condensed-matter system and an insightful window into charge ordering in the cuprates.
Comment on "No Evidence for Orbital Loop Currents in Charge Ordered ${\rm YBa_2Cu_3O_{6+x}}$ from Polarized Neutron Diffraction"
极化中子衍射实验在四种不同类型的高温超导体中观察到了晶胞内磁序，并得到了其他一些技术的支持。该顺序不破坏平移对称性，与每个CuO $_2$细胞中两个微观环电流产生的预测轨道矩一致。最近，使用极化中子衍射，Croft { \it et al} [Phys. Rev. B 96，214504（2017）]声称没有发现电荷有序${\rm YBa_2Cu_3O_{6+x}}$的这种轨道环电流的证据。他们的实验是用比以前的实验小至少100倍的去孪生样本来完成的，而不需要计算太长的时间。我们通过对他们的数据进行详细的定量分析表明，与他们的结论相反，磁信号低于他们的检测阈值。Croft { \it et al}报道的数据都没有对铜酸盐中晶胞内有序的普遍性提出质疑。
Possibility of Kauzmann points in the vortex matter phase diagram of single crystal YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$
我们强调有趣的热磁历史效应之间的过渡线（准）有序和无序的涡旋状态在单晶YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$，并认为这些功能是指示的过渡线的一阶性质。我们认为$_2$ O $_{7-δ}$中有序涡旋态的破坏导致涡旋液体（在高温和低场下）和非晶涡旋固体（在低温和高场下）沿着统一的一级跃迁线发生。一阶跃迁线的非单调行为导致可能存在不止一个有序涡旋态和无序涡旋态熵相等的Kauzmann点。在高温区域，人们可以通过加热来使涡旋晶格有序化，从而产生逆熔化效应。
Light-Induced Metastable State in Charge-Ordered YBa$_2$Cu$_3$O$_{6+x}$
我们报告的拉曼散射光谱的时间变化的解孪晶的YBa $_2$铜$_3$ O $_{6+x}$单晶暴露于沿晶体学$a$轴偏振的红色激光。Bakr等人最近的出版物（Phys.Rev.B88214517（2013））确定了在冷却到低于$T \sim 200$ K时出现的新的拉曼活性模式，并将这些模式归因于在相同材料上的X射线散射和核磁共振实验中观察到的电荷有序现象。在这里，我们报告，这些模式的强度不仅取决于温度和氧含量，但也对由YBa $_2$铜$_3$ O $_{6+x}$样品吸收的累积光子剂量。拉曼光谱中的光诱导的变化表现出拉伸指数时间依赖性，具有在冷却时强烈增加的特征时间。它们还强烈依赖于掺杂，并且对于$x \sim 0.6$最为明显。在完全照明的样品中，模式强度表现出单调的温度依赖性指示的二阶相变。研究结果表明，光诱导重排的氧掺杂剂产生的亚稳态。我们假设，新的拉曼声子与光照射诱导的三维电荷有序状态，类似于最近观察到的状态，在氧无序的YBa $_2$铜$_3$ O $_{6+x}$膜的共振X射线散射。
Geometry dependence of the charge transfer at YBa2Cu3O7-metal interfaces
由于能带结构在局部尺度上发生了变化，基于高温超导体的电子器件中的输运关键取决于界面处的电荷重新分布。应用密度泛函理论研究了弛豫YBa_2Cu_3O_7-金属接触中的电荷转移。90，192502（2007）。在本论文中，我们讨论了固有的系统学在本地电子结构的近接触YBa 2Cu 3 O 7网站，特别是对接触几何形状的依赖。
Ordered Bose Glass of Vortices in Superconducting YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-δ}$ Thin Films with a Periodic Pin Lattice Created by Focused Helium Ion Irradiation
$_{2}$-$_{7-δ}$（YBCO）薄膜的富缺陷形貌导致了Abrikosov涡旋的玻璃状排列，这导致电阻在电流密度消失时消失。这种涡旋玻璃由纠缠的涡旋线，并确定了电压-电流等温线的特征标度。随机分布的柱状缺陷使涡旋线分层，并导致玻色玻璃。在这里，我们报告的观察有序玻色玻璃在YBCO薄膜与六角形阵列的柱状缺陷与30 nm的间距。在氦离子显微镜中，通过30 keV He $^+$离子的聚焦束来设计周期性钉扎景观。
Electronic and phononic Raman scattering in detwinned YBa$_2$Cu$_3$O$_{6.95}$ and Y$_{0.85}$Ca$_{0.15}$Ba$_2$Cu$_3$O$_{6.95}$: s-wave admixture to the $d_{x^2-y^2}$-wave order parameter
用非弹性光（Raman）散射研究了去孪晶、轻度过掺杂YBaPDMATHABMM Cu $_3$ O $_{6.95}$和中度过掺杂$_{0.85}$ Ca $_{0.15}$ Ba $_2$ Cu $_3$ O $_{6.95}$单晶中的电子激发和声子反常.在两个样品中，观察到互换a轴和b轴时电子对断裂峰的修改。涉及平面和顶端氧振动的几个声子模式的线形表现出明显的各向异性相对于入射和散射光场配置。基于一个理论模型，考虑到电子和声子的贡献的拉曼光谱，我们属性的超导性引起的声子线型的变化，一个小的s波混合物的$d_{x^2-y^2}$对波函数的各向异性。我们的理论使我们能够解开电子拉曼信号的声子部分，并确定相应的干扰条款。我们认为，拉曼光谱与上限为20%的s波混合物是一致的。
Electronic Structure near Impurities in the Chains of YBa$_2$Cu$_3$O$_{6+x}$
本文研究了$_2$ O $_3$一维链中杂质附近的电子结构。假设链超导低于$T_c$由于邻近耦合，我们表明，只有磁性杂质诱导共振态的局域态密度。它的空间结构反映了链式超导的粒子-空穴性质，从而将其与其他对称性破缺相区分开来。对于足够大的散射强度，或由于第二杂质产生的干涉效应，链经历量子相变到极化状态。
Field-dependent specific heat of the canonical underdoped cuprate superconductor YBa$_2$Cu$_4$O$_8$
铜酸盐超导体YBa $_2$ Cu $_4$ O $_8$与大多数其他铜酸盐相比，具有稳定的化学计量比，基本上没有缺陷，可以被认为是典型的欠掺杂铜酸盐，显示出明显的赝能隙行为和相关的超导性质的明显减弱。这种铜酸盐的“pseudogap”表现为在费米能级的电子态密度的部分间隙，并在大多数光谱特性中观察到。经过几十年的深入研究，人们普遍认为，赝能隙在特征温度$T^*$附近闭合，类似于平均场，该温度随着空穴浓度$p$的降低而升高。在这里，我们报告了广泛的依赖于场的电子比热研究YBa $_2$ Cu $_4$ O $_8$高达前所未有的400 K，并明确表明，pseudogap永远不会关闭，保持开放至少400 K，其中$T^*$通常被假定为约150 K。我们从核磁共振奈特位移和电子熵表明，威尔逊比是一个弱相互作用的费米子系统的近节态的数值一致。并从与场相关的比热出发，讨论了涨落和杂质散射对热力学性质的影响。
Distinct Charge Orders in the Planes and Chains of Ortho-III-Ordered YBa$_2$Cu$_3$O$_{6+δ}$ Superconductors Identified by Resonant Elastic X-ray Scattering
最近，电荷密度波（CDW）秩序的CuO $_2$平面欠掺杂的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6+δ}$检测使用共振软X射线散射。一个重要的问题仍然存在：是链层负责这种电荷排序？在这里，我们探讨的共振散射强度的能量和偏振依赖性的解孪晶样品的YBa $_2$铜$_3$ O $_{6.75}$与邻-III氧在链层中的顺序。我们表明，邻-III CDW秩序的链是不同的CDW秩序的飞机。邻位-III结构产生相称的超晶格反射在$Q$ =[0.33 0 $L$ ]，其能量和偏振依赖性同意与预期的氧有序和空间调制的Cu价在链中。在[0.30 0 $L$ ]和[0 0.30 $L$ ]从在平面中的CDW顺序的不相称的峰被示出是不同的$Q$以及它们的温度，能量和偏振依赖性，因此是无关的链层的结构。此外，在平面中的CDW顺序的能量依赖性被示出从Cu 2 $p$到3 $d_{x^2-y^2}$过渡的能量的空间调制的结果，类似于条纹有序的214铜酸盐。
Angle-dependent Magnetoresistance of an Ordered Bose Glass of Vortices in YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-δ}$ Thin Films with a Periodic Pinning~Lattice
超导$_{2}$ O $_{7-δ}$（YBCO）薄膜中的本征无序与超致密三角形晶格的30 nm间距的钉扎中心之间的竞争导致有序的玻色玻璃相涡旋。通过在YBCO薄膜的表面上扫描氦离子显微镜的聚焦光束以形成点缺陷的列，其中超导性被局部抑制，来创建样品。的电压-电流等温线揭示了临界行为和规模在附近的二级玻璃化转变。后者表现出一个明显的峰值，在熔融温度（$T_g$）与施加的磁场（$B_a$）在磁可磁化率场，随着玻璃波动的寿命急剧上升。在恒定的洛伦兹力的几何形状的角度相关的磁阻测量揭示了一个强大的各向异性增加相比，一个原始的参考膜的涡旋的密度相匹配的柱状缺陷。因此，钉扎由平行于柱状缺陷的磁场分量主导，暴露出其一维特征。这些结果支持有序玻色玻璃相的想法。
Strongly suppressed superconducting proximity effect and ferromagnetism in trilayers of $\rm Bi_2Se_3$ / $\rm SrRuO_3$ / underdoped $\rm YBa_2Cu_3O_x$: A possible new platform for Majorana nano-electronics
Zn-Neighbor Cu NQR in Zn-Substituted YBa2Cu3O7-d and YBa2Cu4O8
利用Cu（2）核四极共振（NQR）谱的卫星信号研究了最佳掺杂$_2$（Cu $_{1-x}$ Zn_x）$_3$ O $_{7-δ}$和欠掺杂$_2$（Cu $_{1-x}$ Zn_x）$_4$ O $_8$中Zn附近的局域电子态.从Cu NQR谱的相对强度，卫星信号被分配到Zn邻居Cu NQR线。卫星信号的Cu核自旋-晶格弛豫时间比主信号的短，表明无论是欠掺杂还是最佳掺杂体系，Zn附近的磁关联都局部增强。纯YBa $_2$ Cu $_4$ O $_8$是化学计量的、均匀的、欠掺杂的电子系统;然而，在CuO $_2$平面中的Zn诱导的不均匀磁响应比最佳掺杂的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$更显著。
Inverse correlation between quasiparticle mass and Tc in a cuprate high-Tc superconductor
在有序和无序电子相之间接近零温度的转变，量子涨落可以导致电子质量的强烈增强和竞争相的出现，如超导性。这种量子相变的存在与超导性之间的相关性在一些重费米子和铁基超导体中已经得到了很好的建立，并且有人认为氧化铜材料（铜酸盐）中的高温超导性也可能由相同的机制驱动。接近最佳掺杂，其中超导转变温度$T_c$在铜酸盐中是最大的，已知两种不同的相与超导性竞争：知之甚少的赝能隙相和电荷有序相。最近的实验表明，在铜氧化物YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$中，随着最佳掺杂的接近，准粒子质量$m^*$强烈增加，这表明电荷有序相的量子涨落可能是高$T_c$超导性的原因。我们已经测试了$m^*$和$T_c$之间的这种相关性的鲁棒性进行量子振荡研究的化学计量的化合物YBa $_2$ Cu $_4$ O $_8$在静水压力下。与YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$的结果相反，我们发现在YBa $_2$ Cu $_4$ O $_8$中，在压力下，质量随着$T_c$的增加而减少。$m^*$和$T_c$之间的这种逆相关性表明，电荷序的量子涨落增强了$m^*$，但不增强$T_c$。
Effect of pseudogap on electronic anisotropy in the strain dependence of the superconducting $T_c$ of underdoped YBa$_2$Cu$_3$O$_y$
对于正交超导体，我们将热力学各向异性$N \equiv d T_c/d ε_{22} - dT_c/d ε_{11}$定义为超导体$T_c$如何随应变$ε_{ii}$、$i=(1, 2)$沿面内方向变化的差异。利用超声技术研究了欠掺杂YBa $_2$ Cu $_3$ O $_y$（YBCO）单晶中$N$的空穴掺杂（$p$）依赖性.虽然YBCO的结构正交性随着掺杂量的减少而单调降低，但我们发现，在中间掺杂水平下，热力学各向异性表现出有趣的增强，这是电子起源。我们的理论分析表明，电子各向异性的增强可能与电子谱中的赝能隙势有关，当接近Mott绝缘态时，赝能隙势本身也会增加。我们的结果意味着赝能隙由局部能量尺度控制，该局部能量尺度可以通过改变最近邻Cu-Cu键长来调节。我们的工作打开了可能性，应变工程的赝隙势，以提高超导\Tc。
Intrinsic Electronic Structure and Nodeless Superconducting Gap of $\mathrm{YBa_{2} Cu_{3} O_{7-δ} }$ Observed by Spatially-Resolved Laser-Based Angle Resolved Photoemission Spectroscopy
a-b plane optical conductivity in YBa_2Cu_3O_{7-delta} above and below T*
作为温度和掺杂的函数的孪晶和非孪晶的YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7-δ}$的a-b平面光学电导率$σ_{ab}$的分析表明，在一个明确定义的温度T* 以下，在光谱中的下降系统地出现分离的红外电荷激发光谱成两个组件具有不同的能量尺度。从单调的行为在$σ_{ab}$的变化被认为是并发的声子异常的拉曼和红外光谱T* 以下的发病。的光学数据建议是一个不均匀的载流子分布的外观，而不是一个简单的间隙低于T* 的电荷激发，解释是一致的，与最近的角分辨光电子能谱和电子拉曼光谱的开放的证据。我们发现，T* 以下的行为和没有任何异常，在Tc可以解释假设一个玻色-爱因斯坦凝聚的预制对。
Persistent short-range charge correlations revealed by ultrafast melting of electronic order in YBa$_2$Cu$_3$O$_{6+x}$
Linac Coherent Light Source, SLAC National Accelerator Laboratory（直线相干光源，SLAC国家加速器实验室）；Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, SLAC National Accelerator Laboratory and Stanford University（斯坦福材料能源科学研究所，SLAC国家加速器实验室和斯坦福大学）
Momentum-dependent charge correlations in YBa$_2$Cu$_3$O$_{6+δ}$ superconductors probed by resonant x-ray scattering: Evidence for three competing phases
我们用共振X射线散射方法测定了具有氧受体高度有序链阵列（ortho-II结构）的$_2$样品中的动量相关电荷关联。结果表明，在面内波矢（0.315，0）和（0，0.325）的近临界，双轴电荷密度波（CDW）的相关性。相应的散射强度表现出很强的单轴各向异性。当外加磁场使超导性减弱时，CDW振幅和关联长度均增大。在$_2$ O $_{6.6}$晶体上进行了类似的实验，该晶体具有较低浓度的无自旋（Zn）杂质，该杂质早先已被证明是无公度磁序的成核物。与具有相同掺杂水平的原始晶体相比，CDW振幅和相关长度被发现强烈减小。这些结果表明，在欠掺杂$_2$ O $_{6+δ}$中，自旋调制态、电荷调制态和超导态之间存在三相竞争.
Superconductivity suppression and bilayer decoupling in Pr substituted YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$
Yale University（耶鲁大学）；University of California, San Diego（加州大学圣迭戈分校）；Michigan State University（密歇根州立大学）；Stanford Synchrotron Radiation Lightsource, Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) National Accelerator Laboratory（斯坦福同步辐射光源，斯坦福直线加速器中心（SLAC）国家加速器实验室）；Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory（先进光子源，阿贡国家实验室）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器 DESY）
Spatially Inhomogeneous Competition between Superconductivity and the Charge Density Wave in YBa$_2$Cu$_3$O$_{6.67}$
高温超导体YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-x}$（YBCO）中的电荷密度波具有两种不同的有序化倾向，它们的有序化倾向由它们的$c$轴相关性区分。这些对应于相邻CuO $_2$双层中CDW之间的铁-（F-CDW）和反铁-（AF-CDW）耦合。这一发现引发了一些基本问题。例如，超导性如何调整到两个相互竞争的秩序，这两个秩序中的任何一个负责电子重建？本文用高能X射线衍射研究了$_2$ O $_{6.67}$随磁场和温度的变化。我们发现，区域的样品F-CDW相关抑制超导电性更强烈地比那些与AF-CDW相关。这意味着存在非均匀超导状态，其中某些区域显示出弱或脆弱的超导形式。通过对F-CDW和AF-CDW关联长度的比较，进一步得出结论，F-CDW有序是足够长的范围来修改电子结构。因此，我们的研究表明，F-CDW关联的超导和正常状态下的低掺杂YBCO的性质有重要的影响。
Signatures of three-dimensional photo-induced superconductivity in YBa$_2$Cu$_3$O$_{6.48}$
Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马普物质结构与动力学研究所）；Physics Department, Politecnico di Milano（米兰理工大学物理系）；Max Planck Institute for Solid State Research（马普固态研究所）；Department of Physics, Clarendon Laboratory, University of Oxford（牛津大学克拉伦登实验室物理系）
