Dispersion, damping, and intensity of spin excitations in the single-layer (Bi,Pb)$_{2}$(Sr,La)$_{2}$CuO$_{6+δ}$ cuprate superconductor family
Y. Y. Peng, E. W. Huang, R. Fumagalli, M. Minola, Y. Wang, X. Sun, Y. Ding, K. Kummer, X. J. Zhou, N. B. Brookes, B. Moritz, L. Braicovich, T. P. Devereaux, G. Ghiringhelli
Using Cu-$L_3$ edge resonant inelastic x-ray scattering (RIXS) we measured the dispersion and damping of spin excitations (magnons and paramagnons) in the high-$T_\mathrm{c}$ superconductor (Bi,Pb)$_{2}$(Sr,La)$_{2}$CuO$_{6+δ}$ (Bi2201), for a large doping range across the phase diagram ($0.03\lesssim p\lesssim0.21$). Selected measurements with full polarization analysis unambiguously demonstrate the spin-flip character of these excitations, even in the overdoped sample. We find that the undamped frequencies increase slightly with doping for all accessible momenta, while the damping grows rapidly, faster in the (0,0)$\rightarrow$(0.5,0.5) nodal direction than in the (0,0)$\rightarrow$(0.5,0) antinodal direction. We compare the experimental results to numerically exact determinant quantum Monte Carlo (DQMC) calculations that provide the spin dynamical structure factor $S(\textbf{Q},ω)$ of the three-band Hubbard model. The theory reproduces well the momentum and doping dependence of the dispersions and spectral weights of magnetic excitations. These results provide compelling evidence that paramagnons, although increasingly damped, persist across the superconducting dome of the cuprate phase diagram; this implies that long range antiferromagnetic correlations are quickly washed away, while short range magnetic interactions are little affected by doping.
Neutron Scattering Evidence for a Periodically-Modulated Superconducting Phase in the Underdoped Cuprate La$_{1.905}$Ba$_{0.095}$CuO$_4$
反铁磁自旋关联在高温超导体中的作用仍然是一个有争议的问题。我们提出的非弹性中子散射证据表明,在La $_{1.905}$ Ba $_{0.095}$ CuO $_4$中,无带隙自旋涨落与超导电性共存。此外,我们还观察到超导关联的出现增强了低能磁谱权重和自旋不变性。我们认为这种共存是通过对波函数的空间调制和反铁磁关联的相互作用而发生的。该提议也与充分欠掺杂的La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$和YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6+x}$直接相关。
Shubnikov-de Haas quantum oscilations reveal a reconstructed Fermi surface near optimal doping in a thin film of the cuprate superconductor Pr$_{1.86}$Ce$_{0.14}$CuO$_{4\pmδ}$
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。
Saturation of resistivity and Kohler's rule in Ni-doped La$_{1.85}$Sr$_{0.15}$CuO$_{4}$ cuprate
本文报道了La $_{1.85}$ Sr $_{0.15}$ Cu $_{1-y}$ Ni $_{y}$ O $_{4}$单晶薄膜在9 T磁场下的电输运测量结果。将具有强库仑散射势的Ni杂质添加到略微欠掺杂的铜氧化物中,使得在高达350 K的测量温度窗口内可以看到$ρ_{sat}$的电阻率饱和迹象。采用并联电阻形式揭示了$ρ_{sat}$与经典的Ioffe-Regel-Mott极限一致,并随载流子浓度变化为$ρ_{sat}\propto 1/\sqrt{n}$。热电测量表明,Ni倾向于本地化移动载流子,降低其有效浓度为$n\!\cong0.15\!-\!y$。经典的未修改的科勒规则是履行磁阻在非超导部分的相图时,适用于理想的分支并联电阻模型。
Hybrid Crystals of Cuprates and Iron-Based Superconductors
我们提出了两种可能的新化合物,Ba $_2$ CuO $_2$ Fe $_2$ As $_2$和K $_2$ CuO $_2$ Fe $_2$ Se $_2$,它们混合了两种高温超导体,铜酸盐和铁基超导体的构建块。这些化合物由正方形CuO $_2$层和反萤石型Fe $_2$ X $_2$(X=As,Se)层组成,中间由Ba/K隔开。结合能和声子谱的计算表明,它们是动态稳定的,这保证了它们可以在实验上合成。这两种化合物的费米面和电子结构继承了铜酸盐和铁基超导体的特征。这些化合物可以是具有有趣的物理性质的超导体,以帮助确定高$T_c$超导性的配对机制。
Variable range hopping theory for the nodal gap in strongly underdoped cuprate Bi$_2$Sr$_{2-x}$La$_x$CuO$_{6+δ}$
最近的角分辨光电子能谱(ARPES)实验对强欠掺杂Bi $_2$ Sr $_{2-x}$ La $_x$ CuO $_{6+δ}$铜氧化物在节方向上报道了一个不寻常的间隙。这些铜酸盐的运输实验发现变量范围跳跃行为观察。这些铜酸盐具有电子和空穴掺杂,这导致了这种铜酸盐类似于部分补偿半导体的提议。节点间隙对应于这种半导体中的Efros-Schklovskii(ES)间隙。我们计算的掺杂依赖性和温度依赖性的ES间隙模型,并找到支持Efros-Schklovskii模型。
Band Structure of Overdoped Cuprate Superconductors: Density Functional Theory Matching Experiments
全面的角度分辨光电子能谱研究的能带结构在单层铜氧化物的目的是揭示跨不同材料的普遍趋势。五种不同空穴和电子掺杂的铜酸盐超导体(La $_{1.59}$ Eu $_{0.2}$ Sr $_{0.21}$ CuO $_{1.59}$镧$_{1.77}$锶$_{0.23}$氧化铜$_4$,Bi $_{1.74}$ Pb $_{0.38}$ Sr $_{1.88}$ CuO $_{6+δ}$,和Pr $_{1.15}$ La $_{0.7}$ Ce $_{0.15}$ CuO $_{4}$)的光谱,并特别着重于具有主要$d$ -轨道特征的谱带.使用光偏振分析,在这些材料中识别出$e_g$和$t_{2g}$带。证明了$d_{3z^2-r^2}$谱带能量和顶端氧距离$d_\mathrm{A}$之间的明确相关性。此外,还揭示了$d_{x^2-y^2}$带底和$t_{2g}$带顶的化合物依赖性。直接比较密度泛函理论(DFT)计算采用混合交换相关泛函表现出良好的协议。因此,我们得出结论,DFT方法可以用来描述全局能带结构的过掺杂单层铜氧化物的空穴和电子掺杂侧。
Magnetic Breakdown in the electron-doped cuprate superconductor Nd$_{2-x}$Ce$_x$CuO$_4$: the reconstructed Fermi surface survives in the strongly overdoped regime
本文报道了电子过掺杂铜氧化物超导体Nd $_{2-x}$ Ce $_x$ CuO $_4$中的半经典角度相关磁电阻振荡(AMRO)和Shubnikov-de Haas效应。我们的数据提供了令人信服的证据磁击穿系统。这表明,一个重建的多连接费米表面持续存在,至少在强磁场,直到超导制度的最高掺杂水平。结果表明,在电子掺杂铜氧化物超导体中,平移对称破缺与超导配对之间存在着密切的联系。
Doping evolution of the electronic structure in the single-layer cuprates Bi$_2$Sr$_{2-x}$La$_x$CuO$_{6+δ}$: Comparison with other single-layer cuprates
我们已经进行了角分辨光电子能谱和芯层X射线光电子能谱研究的单层铜酸盐Bi $_2$ Sr $_{2-x}$ La $_x$ CuO $_{6+δ}$(Bi 2201),并揭示了掺杂的电子结构的演变从轻掺杂到最佳掺杂区域。我们已经观察到的色散准粒子带的形成,费米“弧”的费米面的演变和化学势的移动与空穴掺杂在其他铜酸盐。Bi 2201中的掺杂演变类似于Ca $_{2-x}$ Na $_{x}$ CuO $_{2}$ Cl $_2$(Na-CCOC)中的掺杂演变,其中已经观察到朝向母绝缘体的较低哈伯德带的快速化学势偏移,但是与La $_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuO $_{4}$(LSCO)中的掺杂演变完全不同,其中化学势不偏移,而色散带和费米弧/表面已经在轻掺杂区中的费米能级周围形成。利用紧束缚拟合定量分析了费米面形状和能带色散,推导出的次近邻跳跃积分$t'$也证实了与Na-CCOC的相似性和与LSCO的不同.
Observation of vortices and hidden pseudogap from scanning tunneling spectroscopic studies of electron-doped cuprate superconductor $Sr_{0.9}La_{0.1}CuO_2$
Point contact spectroscopy of the electron-doped cuprate superconductor Pr{2-x}Ce{x}CuO4: The dependence of conductance-voltage spectra on cerium doping, barrier strength and magnetic field
Inhomogeneous slowing down of spin fluctuations induced by charge stripe order in 1/8-doped lanthanum cuprates
我们报告$^{139}$ La核磁共振(NMR)测量的La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$($0.07\leq x \leq 0.15$)和La $_{2-x}$ Ba $_x$ CuO $_4$($x=1/8$)单晶,专注于自旋冻结观察到的1/8掺杂铜酸镧。电荷条纹有序似乎诱导自旋涨落向自旋有序方向的非均匀减慢,并与超导性竞争。