Interlayer couplings and the coexistence of antiferromagnetic and d-wave pairing order in multilayer cuprates
与单层或双层铜氧化物相比,多层铜氧化物具有更广泛的均匀反铁磁性和d波超导共存的低密度区。这种共存可能是由于内层随机势调制的增强屏蔽或层间海森堡和约瑟夫森耦合。用重整化平均场论进行的理论分析支持前一种解释。本文讨论了利用多层铜氧化物的零场核磁共振和红外约瑟夫森等离子体共振,改进确定理想单层中反铁磁和超导序参量的可能性。
2012-02-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hidden Fermi-liquid charge transport in the antiferromagnetic phase of the electron-doped cuprates
系统地分析了电子掺杂铜氧化物的平面电阻率、霍尔效应和霍尔角余切,揭示了在相图反铁磁部分甚至更深处的费米液体行为。输运散射率呈现二次温度依赖性,并且几乎与掺杂、化合物和载流子类型(电子与空穴)无关,因此具有普遍性。此外,我们的分析表明,在低温和低掺杂的材料比电阻率上升有相同的起源在电子和空穴掺杂的铜酸盐。
2016-10-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ferromagnetic exchange field stabilized antiferromagnetic ordering in a cuprate superconductor
我们报告的实验证据形成的反铁磁团簇的复合材料制成的铜酸盐超导体La 1.85Sr 0.15CuO 4(LCu)和铁磁体La 0.6Sr 0.4CoO3(LCo)。通过线性和非线性交流磁化率测量发现,LCo的交换场抑制了LCu的动态反铁磁自旋涨落,使其转变为短程有序的超顺磁型反铁磁团簇,但这是以牺牲超导体积分数为代价的.这些收缩的超导体体积分数表现出量子尺寸效应(QSE),符合DeGennes-Tinkham超导体有限尺寸效应理论。
2022-11-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Momentum-dependent scaling exponents of nodal self-energies measured in strange metal cuprates and modelled using semi-holography
本研究通过角分辨光电子能谱测量发现铜氧化物奇异金属的节点自能具有动量依赖性,其数据可由基于AdS/CFT的半全息理论自然导出的幂律描述,突显了全息方法在定量建模强相互作用量子材料中的潜力。
2021-12-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron-phonon interaction enhanced by antiferromagnetic and superconducting fluctuations in cuprate oxide superconductors
在近藤晶格的理论框架下,研究了声子对超交换相互作用的调制所引起的电子-声子相互作用。它与铜氧化物超导体中的强关联电子液体有关,该超导体位于Mott-Hubbard金属-绝缘体转变附近。它被反铁磁和超导涨落所增强,这些涨落主要是由于超交换相互作用而产生的。当电子-声子相互作用的增强足够大时,它可以解释铜氧化物超导体中准粒子色散中声子的软化和扭结。然而,超交换相互作用本身必须主要负责库珀对的形成。
2004-05-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic States in the Antiferromagnetic Phase of Electron-Doped High-Tc Cuprates
利用数值精确对角化技术研究了t-t '-t''-J模型中电子掺杂铜氧化物反铁磁相的电子态。当AF关联随温度的降低而发展时,电导率出现了类似间隙的行为。同时,由于相同的子晶格跳跃的载流子的相干运动增强。我们认为该相位在动量k=(π,0)和(0,π)附近是一个具有小费米面的AF态.这与空穴掺杂的铜氧化物的行为形成显著对比。
2001-10-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Strange Metal State of the high-Tc Cuprates
本文纪念 K. Alex Müller 教授,回顾与其交往,并简要综述高温铜氧化物超导体奇异金属正常态的近期输运研究进展。
2023-06-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetically Driven Electronic Correlation in Iron Pnictides and Cuprates
铁磷属元素化物和铜酸盐代表了两类材料,其中强反铁磁关联驱动了另外三种不同的有序趋势:(1)超导配对,(2)费米面畸变,和(3)轨道电流有序。我们认为,(1)-(3)和反铁磁关联是铜酸盐和磷属元素的一类强关联材料的特征。在本文中,我们提出的结果的功能重整化群的研究支持上述主张。此外,我们表明,作为层间跳跃参数的函数,双层哈伯德模型很好地插入之间的铜酸盐和铁磷属元素化物物理。最后,作为检验,我们将给出铁磷属元素化物梯形模型的重整化群研究,并与二维模型的结果进行比较。
2009-05-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Neutron Scattering Studies of Antiferromagnetic Correlations in Cuprates
中子散射的研究提供了重要的信息的动量和能量依赖的磁激发在铜氧化物超导体。特别令人感兴趣的是最近的迹象表明,一个普遍的磁激发光谱的空穴掺杂铜酸盐。这个出发点提供了审查母绝缘体的反铁磁状态的动机,以及空穴掺杂对有序状态的破坏。讨论了条纹有序相的自旋关联的性质,然后描述了超导铜氧化物中磁关联的掺杂和温度依赖性。在描述了诸如外加磁场或杂质替代等扰动对磁关联的影响之后,简要总结了电子掺杂铜氧化物的工作。本章最后总结了实验趋势和理论观点的讨论。
2005-12-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Reply to Comment on "Theory of Hall Effect and Electrical Transport in High-Tc Cuprates: Effects of Antiferromagnetic Spin Fluctuations"
这是对O评论的回复。Narikiyo(cond-mat/0012505)在我们的论文J. Phys. Soc. Jpn. { \bf 68},(1999)1614.我们指出了他的论点中的错误,并证明了我们的分析与已建立的费米液体理论是相容的,因此所得结果是合理的。
2001-02-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effects of antiferromagnetic planes on the superconducting properties of multilayered high-Tc cuprates
本文提出了多层铜氧化物中超导-(SC)和反铁磁(AF)CuO_2共存相的高临界温度(T_c)的机制。用相邻CuO_2面间的跳跃积分,微扰地计算了被AF绝缘体(莫特绝缘体)隔开的SC面间的约瑟夫森耦合。结果表明,AF面内的AF交换分裂抑制了所谓的π-约瑟夫森耦合,而长程0-约瑟夫森耦合导致了较高Tc值的共存。
2005-04-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the Origin of Peak-dip-hump Structure in the In-plane Optical Conductivity of the High $T_C$ Cuprates; Role of Antiferromagnetic Spin Fluctuations of Short Range Order
采用改进的U(1)从玻色子方法研究了二维反铁磁关联电子系统在较宽的空穴掺杂和温度范围内的光学电导。讨论了自旋自由度和电荷自由度之间的相互作用,解释了高$T_C$铜酸盐的面内电导率中峰-谷-峰结构的起源。研究了短程有序自旋涨落(自旋单重态对)的作用。结果表明,短程序自旋涨落可以引起中红外峰,峰频率随反铁磁海森堡耦合强度线性增加.
2001-09-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping dependence of the electron-doped cuprate superconductors from the antiferromagnetic properties of the Hubbard model
利用Kotliar-Ruckenstein从玻色子方法研究了电子掺杂铜氧化物超导体的$t$ - $t'$-$t''$ - $U$模型的反铁磁性质.由于包含自旋涨落的AF阶随掺杂的降低比Hartree-Fock理论中获得的快得多。在中间{ \it常数} $U$下,计算的光谱强度的掺杂演变令人满意地再现了实验结果,而不需要如前所述的强烈掺杂依赖的$U$。这可能会调和在最近的研究中提出的光电发射和光电导率的差异。
2005-07-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Cuprate Fermi orbits and Fermi arcs: the effect of short-range antiferromagnetic order
我们考虑了短反铁磁关联长度$ξ$对欠掺杂铜氧化物电子能带结构的影响。从一个费米表面拓扑结构类似的磁量子振荡实验中检测到的,我们表明,减少$ξ$给出了一个非对称的扩大准粒子色散,导致模拟的ARPES数据非常相似的实验中观察到的。预测的功能包括'费米弧'接近$a{\bf k}=(π/2,π/2)$的存在下,而不需要调用d波赝能隙序参量。重建的费米表面口袋的${\bf k}$空间区域的统计变化导致量子振荡被强烈阻尼,即使在非常强的磁场中,与实验一致。
2007-08-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Commensurate antiferromagnetic excitations as a signature of the pseudogap in the tetragonal high-Tc cuprate HgBa$_2$CuO$_{4+δ}$
反铁磁关联被认为是d波超导和赝能隙现象的原因。虽然在赝能隙状态的反铁磁响应已经报道了一些化合物,有没有结构简单的HgBa $_2$ CuO $_{4+δ}$的信息。在这里,我们报告的HgBa $_2$ CuO $_{4+δ}$(超导转变温度T $_c$ $\sim$ 71 K,赝能隙温度T* $\sim$ 305 K)的中子散射结果表明,没有两个最突出的特点的磁激发光谱的铜酸盐:X形的“沙漏”响应和超导状态下的共振模式。相反,响应是Y形的,有间隙的,并且在T* 以下显著增强,因此是伪间隙状态的突出特征。
2016-01-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nonmonotonic gap in the coexisting antiferromagnetic and superconducting state for electron-doped cuprate superconductors
我们认为,实验观察到的非单调的间隙在电子掺杂的铜氧化物在最佳掺杂是最低的准粒子激发能在共存的反铁磁(AF)和超导(SC)状态。该思想通过研究AF和SC阶的共存与t-t '-t''-J模型来实现。虽然配对间隙本身被假定为最简单的$d$波,这是单调的,我们已经发现,在共存状态的准粒子激发间隙是非单调的,与周围的热点费米面是由于AF间隙丢失的最大值。在共存态的相同框架内,还计算了最佳掺杂下的光谱函数。所得结果均与实验相符。
2005-10-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin dynamics in the antiferromagnetic phase for electron-doped cuprate superconductors
在$t$ - $t'$-$t''$ - $J$模型的基础上,利用从玻色子平均场论和无规相近似,计算了电子掺杂铜氧化物反铁磁相的动态自旋极化率.在不同的掺杂下,磁化率与能量和动量的关系有不同的结果。在低能量下,除了$(π,π)$和0附近的集体自旋波模式外,我们还初步观察到随着掺杂浓度的增加,在$(0.3π,0.7π)$附近和等效点附近会出现新的共振峰,这是由于两个AF带之间的粒子-空穴激发引起的。横向磁化率的峰值明显,而纵向磁化率的峰值不明显。这些功能预测中子散射测量。
2005-05-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic exchange and spin-fluctuation pairing in cuprate superconductors
本文在有效的$p$ - $d$哈伯德模型内,对CuO 2平面的超导性建立了微观理论。应用Mori型投影技巧,导出了Green函数的Dyson方程。带间跳跃引起的反铁磁交换导致导带内所有载流子的配对和与费米能成正比的高Tc。带内跳跃中的运动学相互作用是传统的自旋涨落配对的原因。间隙方程的数值解证明了d-波间隙对称性,并定义了Tc掺杂依赖性。讨论了Tc的氧同位素位移和压力依赖性。
2004-07-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhanced nematic fluctuations near an antiferromagnetic Mott insulator and possible application to high-$T_{c}$ cuprates
基于对强欠掺杂铜氧化物超导体向列性的广泛实验观察,我们研究了在具有Néel型反铁磁序的莫特绝缘体附近存在增强的磁涨落的可能性.通过在正方晶格上对同时包含Cu- $d$和O-$p$轨道的有效模型进行强耦合展开,我们证明了$p$ -轨道的四极涨落不可避免地在$d$ -轨道的自旋之间产生双二次耦合.我们的经典蒙特卡罗模拟和大- $N$计算揭示的关键点是,双二次项有利于局部条纹状的磁涨落,这导致增强的磁化率,在由有效海森堡交换$J$确定的温度范围内开始。我们讨论的影响,这种类型的磁谱和轮廓可能的影响,我们的理解向列性的铜酸盐。
2019-04-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic phase diagram of the cuprate superconductors
以自旋费米子模型为出发点描述铜氧化物超导体,我们得到了一个有效的非线性σ场哈密顿量,它考虑了系统中掺杂的影响。我们得到了自旋波速度作为化学势的函数的表达式。对于适当的参数值,我们确定的反铁磁相图YBa $_2$铜$_3$ O $_{6+x}$化合物作为一个功能的掺杂浓度与实验数据吻合良好。此外,我们的方法提供了一个统一的描述的空穴掺杂和电子掺杂的化合物,这是一致的这些化合物的相图之间的显着的相似性,因为我们已经得到了抑制的反铁磁相的化学势的模量增加的相图。然后,通过考虑与向系统中添加空穴相关的化学势的正值,而负值对应于电子的添加,可以得出上述结果。
2020-09-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetothermopower and particle-hole symmetry in a cuprate strange metal
High Field Magnet Laboratory (HFML-FELIX), Radboud University(荷兰奈梅亨拉德堡德大学强磁场实验室);Department of Physics and Department of Materials Science and Engineering, National Tsing Hua University(台湾新竹国立清华大学物理系与材料科学与工程学系);Center for Quantum Science and Technology, National Tsing Hua University(台湾新竹国立清华大学量子科学技术中心);Institut za fiziku, Bijenička 46, HR-10000, Zagreb, Croatia(克罗地亚萨格勒布物理研究所);Institute for Molecules and Materials, Radboud University(荷兰奈梅亨拉德堡德大学分子与材料研究所);Van der Waals-Zeeman Institute, University of Amsterdam(荷兰阿姆斯特丹大学范德瓦尔斯-泽曼研究所);Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability, Uppsala University(瑞典乌普萨拉大学瓦伦堡可持续材料科学倡议)
该研究通过对过掺杂Bi2201单晶的磁热功率测量,结合其他结果,发现其包含两个不同粒子-空穴对称性的输运部分,构建现象学实空间模型,协调了零场输运与反常磁热功率和磁阻,为过掺杂铜酸盐奇异金属性研究提供框架。
2026-07-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strange metal dynamics across the phase diagram of Bi$_{2}$Sr$_{2}$CuO$_{6+δ}$ cuprates
解开奇怪的金属状态的奥秘已经成为高T $_{c}$研究的焦点,不是因为它对超导性的重要性,而是因为它似乎代表了一种被称为“量子最高物质”的真正新颖的物质相。最初通过高磁场检测,运输实验,这个阶段的签名现在已经被各种探针发现。我们的低T $_{c}$铜氧化物超导体,Bi $_{2-x}$ Pb $_{x}$ Sr $_{2-y}$ La $_{y}$ CuO $_{6+δ}$的高分辨率光学数据使我们能够探测这个阶段在一个大的能量和温度窗口。我们证明,光学签名的奇怪的金属相持续整个相图。光学电导率中的奇怪金属特征是双重的,(i):具有温度量级的Drude宽度的低能Drude响应和(ii):具有掺杂依赖的幂律指数的高能共形尾部。虽然德鲁德重量在整个掺杂范围内单调演变研究,包含在高能量共形尾部的光谱权重似乎是掺杂和温度无关。我们的分析进一步表明,光学电导率的温度依赖性是完全由德鲁德参数。我们的研究结果表明,有没有临界掺杂水平内的超导圆顶的载流子密度开始急剧变化,以前观察到的“恢复正常”是一个后果的德鲁德组件相对于掺杂的共形尾部的重要性越来越大。重要的是,电阻率的掺杂和温度依赖性在很大程度上取决于Drude宽度。
2022-05-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coexistence of the antiferromagnetic and superconducting order and its effect on spin dynamics in electron-doped high-$T_{c}$ cuprates
在$t-t'-t''-J$模型的从玻色子方法的框架下,发现对于电子掺杂的高- $T_c$铜酸盐,交错反铁磁(AF)有序与超导(SC)有序共存,其掺杂范围从平均场水平的欠掺杂到接近最佳掺杂。在共存阶段,它揭示了自旋响应是相称的,在一个基本的频率范围内低于交叉频率$ω_{c}$考虑所有的掺杂,它切换到无公度结构时,频率高于$ω_{c}$。这一结果与实验测量相一致。的自旋响应之间的共存相和纯SC相与$d_{x^{2}-y^{2}}$波配对加上高次谐波项(DP+HH)的比较表明,包含的双带效应是重要的,始终占的自旋响应的色散和非单调的间隙行为在电子掺杂的铜酸盐。
2009-07-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The charge density fluctuations and the Shrinking Fermi Liquid scenario for strange metallicity in cuprates
CNR-INFM-SMC, and Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma(罗马大学物理系);Institute for Theoretical Physics and Astrophysics, Computational Quantum Materials, Julius-Maximilians-Universität(维尔茨堡大学理论物理与天体物理研究所);Institut für Physik, BTU Cottbus-Senftenberg(科特布斯-森夫滕贝格技术大学物理研究所)
研究基于收缩费米液体理论,用电荷密度涨落等解释铜酸盐奇异金属特性,通过费米子朗道准粒子与相关涨落散射描述输运等特性,还通过假设γ随温度变化解释了多种反常特性。
2026-07-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Direct visualization and control of antiferromagnetic domains and spin reorientation in a parent cuprate
我们报告磁光二次谐波产生(SHG)偏振和成像Sr $_2$ Cu $_3$ O $_4$ Cl $_2$,它允许直接可视化的介观反铁磁(AFM)结构的母铜酸盐。温度和磁场相关的二次谐波揭示了90个$^{\circ}$相对取向的大畴,这些取向通过单轴磁各向异性和地球磁场的组合而稳定。低于温度$T_R$ $\sim$ 97 K,我们观察到一个不寻常的90 $^{\circ}$自旋重取向转变,可能是由竞争的两个铜亚晶格,交换AFM域状态,同时保持域结构的磁各向异性驱动。这允许通过热或激光加热确定性地切换AFM状态。在$T_R$附近,畴壁对外加磁场的响应变得异常灵敏,地球的磁场足以将它们完全从晶体中驱逐出去。我们的研究结果为研究母体铜酸盐的介观AFM行为和探索其AFM技术的潜力提供了机会。
2022-10-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Restored strange metal phase through suppression of charge density waves in underdoped YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$
最佳掺杂的铜酸盐的正常状态是由“奇怪的金属”相,示出了线性温度($T$)的电阻率的依赖性持续下降到最低的$T$。对于欠掺杂的铜氧化物,这种行为在赝能隙温度$T^*$以下丢失,其中电荷密度波(CDW)与其他交织的局部有序一起表征基态。在这里,我们表明,$T$ -线性电阻率的高应变,低掺杂的YBa $_2$铜$_3$ O $_{7-δ}$膜恢复时,CDW振幅,检测到的共振非弹性X射线散射,被抑制。这一观察指向CDW的发生和偏离$T$ -欠掺杂铜酸盐中的线性电阻率之间的密切联系。我们的结果说明了利用应变控制来操纵量子材料的基态的潜力。
2021-09-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-equilibrium Transport in the Strange Metal and Pseudogap phases of the Cuprates
我们建议,在$a-b$平面中测量的非平衡电流的欠掺杂的铜酸盐(无论是在奇怪的金属或pseudogap制度)接触过掺杂的铜酸盐或标准费米液体可以用来诊断如何不同的pseudogap和奇怪的金属是从费米液体。人们天真地认为,这种奇怪的金属与费米液体的区别比赝能隙的区别更大。我们计算了预期的非平衡输运信号与三个格林函数,可在文献中:1)边缘费米液体理论,2)赝能隙制度的唯象分析和3)威尔逊约化的哈伯德模型,其中包含奇怪的金属和赝能隙。所有三个在低偏置电压下给出线性IV曲线。只有在边缘费米液体方法中,才能在较高电压下获得与线性的显著偏差。然而,关键的发现是,奇异金属/费米液体接触的IV曲线超过了赝能隙/费米液体系统。如果实验证实了这一点,这意味着奇怪的金属比赝能隙更不垂直于费米液体。在威尔逊约化的哈伯德模型,这一结果是解释在一个复合粒子的图片。也就是说,赝能隙对应于奇异金属中存在的电荷自由度的限制跃迁。在这种奇怪的金属中,复合激发分裂,电子准粒子从玻色子中散射出来。然而,这里的玻色子不是来自声子,而是来自负责动力学谱重转移的电荷自由度。
2013-08-21 cond-mat.str-el
Novel antiferromagnetic quantum phase transition in underdoped cuprates
我们研究了费米子具有d波带隙的零温巡游反铁磁跃迁。这个问题涉及欠掺杂铜氧化物的节状液体绝缘相和d波超导相。我们发现存在一个非平凡的量子相变,并且量子临界点由Néel序参量的长程相互作用($|x-y|^{-2d}$)控制,这种长程相互作用是由Dirac-like费米子在能隙节点附近诱导的.我们构造了一个Ginzburg-Landau泛函,并通过大N展开法估计了临界指数。
1999-02-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Evolution of the strange-metal scattering in momentum space of electron-doped ${\rm La}_{2-x}{\rm Ce}_x{\rm CuO}_4$
温度线性电阻率是高温铜氧化物超导体奇异金属态的重要奥秘之一。为了揭示这一反常性质,自能Im ${\rm Σ}(k, ω)$的能量-动量依赖虚部包含着关键信息。在这里,我们对电子掺杂铜氧化物${\rm La}_{2-x}{\rm Ce}_x{\rm CuO}_4$进行了系统的掺杂、动量和温度相关的角分辨光电子能谱测量,并提取了动量空间中奇怪金属散射的演变。在低掺杂水平和低温下,Im ${\rmΣ} \propto ω$依赖性主导整个动量空间。对于高掺杂水平和高温,Im ${\rmΣ} \propto ω^2$从波腹区开始出现。通过与空穴掺杂铜氧化物${\rm La}_{2-x}{\rm Sr}_x{\rm CuO}_4$和${\rm Bi}_2{\rm Sr}_2{\rm CaCu}_2{\rm O}_8$的比较,发现在铜氧化物中普遍存在的散射率沿节面和反节面方向的二分法。我们的工作为铜酸盐中奇怪的金属状态提供了新的见解。
2022-11-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Compartmentalizing the cuprate strange metal
人们早就认识到,解开铜氧化物高温超导之谜的关键在于理解对形成和凝聚的反常正常状态。虽然它的许多定义属性已被确定,但它们通常被认为是单一的掺杂水平或作为掺杂的一个孤立现象。因此,它们之间的关系以及它们与定义铜酸盐相图的赝能隙(PG)、奇异金属(SM)和非超导(非SC)制度的关系还有待阐明。在这里,我们报告了一个高场平面内MR研究几个铜酸盐家庭跨越所有3个政权,揭示了一个复杂的,但仍然系统的演变形式的MR,每个政权拥有自己独特的缩放行为。在PG区,MR在低场强下呈现纯H/T^2标度,在最高场强下呈现H线性。当H-线性在SM区域内持续时,标度突然改变为H/T。的H-线性斜率的大小,同时,被发现与T-线性电阻率系数和Tc,加强表征的SM政权作为一个量子临界相。我们解释的H-线性MR在两个制度的高度各向异性,可能是不连续的费米表面上的功能签名的无所不在。最后,在非SC,费米液体制度,我们观察到传统的科勒缩放恢复。这项全面的研究建立了不同的性质的磁输运在每个政权,并确定幂律缩放的正常状态MR作为SC空穴掺杂铜酸盐的定义功能。这种幂律标度与玻尔兹曼输运理论的任何已知变体的不相容性促使人们寻求一种全新的理论框架,其中MR与弹性杂质散射完全解耦。
2022-11-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Incommensurate Antiferromagnetic Order in the Fe-substituted Bi-2201 Cuprate in the Heavily Overdoped Regime
Sophia University(上智大学);RIKEN Nishina Center(理化学研究所仁科中心);Institute for Materials Research, Tohoku University(东北大学材料科学研究所);ISIS Pulsed Neutron and Muon Source, STFC Rutherford Appleton Laboratory(STFC卢瑟福阿普顿实验室ISIS脉冲中子与μ子源);Neutron Scattering Division, Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室中子散射部);Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo(东京大学固体物理研究所);Department of Natural Sciences, Tokyo Denki University(东京电机大学自然科学系)
研究发现Fe掺杂的Bi-2201氧化物在重过掺杂区域存在无序反铁磁序,其无序度约为0.21,表明该序在超导穹顶之外具有稳定的反铁磁相关性。
2026-05-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Origin of the anomalous Hall Effect in overdoped n-type cuprates: current vertex corrections due to antiferromagnetic fluctuations
利用霍尔测量技术研究了电子掺杂(n型)铜氧化物在太赫兹频率下的反常磁输运性质。在过掺杂的Pr $_{\rm 2-x}$ Ce $_{\rm x}$ CuO $_{\rm 4}$样品(x=0.17和0.18)中测量复合霍尔角,作为在$T_c$以上的温度的连续函数,激发能5.24和10.5 meV。结果,外推到低温下,表明非弹性散射引入电子类霍尔响应的贡献。第一原理计算的霍尔角,包括电流顶点校正(CVC)诱导的电子相互作用介导的霍尔电导率的磁波动再现的温度,频率和掺杂的实验数据的依赖性。这些结果表明,CVC效应是过掺杂n $\text{-}$型铜氧化物反常霍尔输运性质的来源.
2009-07-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Particle-hole symmetry in the antiferromagnetic state of the cuprates
在层状钙钛矿中,高温超导性的发生似乎与空穴激发的异常性质密切相关。在反铁磁(AF)背景中扩散的非常少量的空穴的极限情况下,可以提供重要的见解这个问题。我们研究了一系列$\rm YBa_2Cu_3O_y$晶体的输运性质,发现霍尔系数$R_H$和热电势$S$的温度依赖性在穿过AF相界时发生突变。在低温$T$下的AF状态中,在$T$的宽区间上,$R_H$和$S$两者都被意外地抑制到接近零。我们认为,这种抑制产生近精确对称的粒子-空穴电流。从$R_H$和$S$的趋势中,我们推断随着空穴密度$x$变得非常小($x\simeq 0.01$),对称性越来越稳健。我们讨论了AF状态和外部的电子性质的影响。
2001-10-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge order near the antiferromagnetic quantum critical point in the trilayer high $T_c$ cuprate HgBa$_2$Ca$_2$Cu$_3$O$_{8+ δ}$
本文研究了欠掺杂三层铜氧化物在强磁场下的输运性质,首次发现量子振荡谱随温度剧变及霍尔效应符号反转,推断费米面由反铁磁态重构为双轴电荷密度波态,且两种序相互竞争并共享费米面热点。
2024-01-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Exploring High-Temperature Superconductivity in the Extended Hubbard Model with Antiferromagnetic Tendencies
本文在平均场水平上研究扩展哈伯德模型,发现超导与反铁磁序在宽掺杂范围内共存,并重现铜氧化物超导体的d波配对、穹顶形Tc及Tc与近邻吸引近似成正比等关键特征。
2023-11-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Transport Properties in the "Strange Metal Phase" of High Tc Cuprates: Spin-Charge Gauge Theory Versus Experiments
SU(2)xU(1)Chern-Simons自旋-电荷规范方法被推广到高温/掺杂下的“奇异金属”相,它描述了铜氧化物超导体在“赝隙”状态下的输运性质,特别是面内电阻率的金属-绝缘体交叉。短程反铁磁序和规范场涨落是赝能隙相理论中的关键因素,在本例中也起着重要作用。这两个阶段之间的主要区别是由一个潜在的统计$π$磁通晶格的存在,在前一种情况下的载流子,而背景通量是不存在的,在后一种情况下。费米面从赝能隙中的小“弧”变成奇异金属相中的一条相当大的闭合线。因此,面内和面外电阻率与T的著名线性关系被明确地显示出来。理论计算的面内和面外电阻率、自旋弛豫速率和交流电导率的掺杂浓度和温度依赖性与实验数据进行了比较,显示出良好的一致性。
2004-11-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Comment on Theory of Hall Effect and Electrical Transport in High-Tc Cuprates: Effects of Antiferromagnetic Spin Fluctuations
本文指出,为了解释高$T_{\rm c}$铜氧化物超导体正常态的反常输运性质而提出的基于涨落交换(FLEX)近似的磁输运理论与费米液体理论是不相容的,而那里得到的反常是由于近似的不一致性造成的。
2000-12-29 cond-mat.str-el
Anomalous normal state gap in an electron-doped cuprate
本研究针对欠掺杂n型铜氧化物的正常态能隙问题,通过角分辨光电子能谱观测到反常小能隙,提出其源于库珀配对的假设,为提升n型铜氧化物超导转变温度提供了新思路。
2023-09-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermi surface reconstruction and drop of Hall number due to spiral antiferromagnetism in high-$T_c$ cuprates
我们表明,由于螺旋反铁磁序引起的费米表面重构可以解释最近在铜氧化物超导体中观察到的接近最佳掺杂的霍尔数的快速变化[Badoux~ \textit{et. al.},Nature \textbf{531},210(2016)]。在螺旋状态下的单粒子谱函数表现出空穴袋,由于谱权重的强动量依赖性,这些空穴袋看起来像费米弧。增加电荷密度波阶进一步将费米面缩小为单个电子袋。我们提出量子振荡测量区分相称和螺旋反铁磁秩序。类似的结果适用于某些拓扑序取代反铁磁序的金属。
2016-10-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic order in lightly doped cuprates: Coherent vs. incoherent hole quasiparticles and non-magnetic impurities
我们研究了非磁性杂质存在下轻掺杂反铁磁莫特绝缘体的磁性。在t-J模型的框架内,我们用自洽图解法计算了反铁磁序参量与掺杂的关系。我们发现,在非磁性杂质的存在下,反铁磁秩序是更强大的空穴掺杂与无杂质的主机相比,这意味着磁秩序可以重新出现在轻空穴掺杂的铜酸盐掺杂锌。我们认为,这主要是由于杂质散射引起的空穴准粒子的相干性和流动性降低的损失。这些结果与Zn掺杂LaSrCuO的实验数据一致。
2006-01-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A short review of the recent progresses in the study of the cuprate superconductivity
在过去的15年里,我们对高$T_{c}$铜酸盐超导机制的理解取得了重要进展。现在有强有力的证据表明,奇怪的金属行为是由赝能隙端点处的量子临界涨落引起的,在该端点处,费米表面的拓扑结构从类空穴变为类电子。然而,实验表明,在高$T_{c}$铜氧化物的量子临界行为是定性不同的观察到的重费米子系统和铁基超导体,在这两个量子临界行为可以归因于量子相变向对称性破缺相。赝能隙作为光谱能隙存在而没有相应的对称性破缺阶数,以及奇怪的金属行为作为量子临界行为发生而没有相应的对称性破缺相变,这一事实暴露了该领域的核心困难:缺乏超越朗道范式的高$T_{c}$现象学的通用低能有效理论描述。最近的实验表明,高$T_{c}$铜氧化物中电子的局域矩和巡游准粒子特征之间的二元论可能是超越Landau范式的组织原则,并可能是解开赝能隙现象和奇怪金属行为之谜的关键。
2021-03-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic correlations and impurity broadening of NMR linewidths in cuprate superconductors
我们研究了一个模型的d-波超导体与强潜在的散射体中存在的反铁磁关联,并将其应用到实验核磁共振(NMR)结果的Zn杂质的超导状态的YBCO。然后,我们专注于杂质引起的顺磁矩的贡献,在主机系统中的哈伯德相关占哈特里近似。我们发现,个别杂质周围的局部磁性加宽了线,但杂质状态之间的准粒子干扰在涂抹杂质卫星峰中起着重要的作用。该模型,连同估计的涡旋晶格效应,提供了一个半定量的描述的杂质浓度依赖的NMR线的形状在超导状态,并给出了一个定性的描述线的不对称性的温度依赖性。我们认为,杂质诱导的顺磁性和共振局域态密度效应都是必要的,以解释现有的实验。
2006-09-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous scalings of the cuprate strange metals from nonlinear electrodynamics
我们研究运输的全息模型描述,通过一个非线性规范场部门,通用的非线性之间的相互作用的载流子。利用非相对论性和超标度破坏的红外几何,引入标度指数。在稀荷极限中,规范场扇区不会对几何形状产生反作用,一个特别简单的非线性理论再现了铜酸盐奇异金属$R \sim T$和$\cotΘ_H \sim T^2$的电阻率和霍尔角的异常温度依赖性,同时也允许线性熵$S \sim T$,并预测小磁场值$h$的磁阻应按比例缩放为$\sim h^2 T^{-4}$。我们的研究提供了证据的想法,奇怪的金属行为的铜酸盐依赖于熵的线性温度依赖性至关重要。
2019-03-18 cond-mat.str-el gr-qc hep-th
Unusual behavior of cuprates explained by heterogeneous charge localization
铜氧化物高温超导体是研究最深入的材料之一,但关于它们的主相和它们之间的转变的基本问题仍然没有答案。通常被认为是掺杂的电荷转移绝缘体,这些复杂的层状氧化物表现出赝能隙,奇怪的金属,超导和费米液体行为与空穴掺杂剂浓度的增加。在这里,我们提出了一个简单的非均匀莫特样(去)本地化模型,其中每铜氧单元的一个孔逐渐离域随着掺杂和温度的增加。该模型本质上是简化的,其参数受到实验约束。它全面捕捉关键的非常规实验结果,包括温度和掺杂依赖的赝隙现象,奇怪的金属线性温度依赖的平面电阻率,和掺杂依赖的超流密度。我们的模型的成功和简单性大大揭开了铜酸盐相图的神秘面纱,并指出一个本地超导配对机制涉及(去)本地化的孔。
2017-10-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of Cuprate Pseudogap as Antiferromagnetic Order with Charged Domain Walls
虽然磁场通常与超导性竞争,但II型超导体可以通过将场限制在拓扑缺陷(即涡旋)中来保持非常高的场。我们建议,一个类似的物理基础的pseudogap相铜酸盐,其中相关的拓扑缺陷是反相畴壁的底层反铁磁(AFM)秩序。这种情况下的一个关键后果是,伪间隙相的终止应定量描述的底层AFM模型。我们证明,这张照片可以解释一些关键的实验观察到的签名的pseudogap阶段,以及它是如何崩溃的铜酸盐。
2023-03-26 cond-mat.str-el
Fluctuation-Exchange Study of Antiferromagnetism in Electron-Doped Cuprate Superconductors with Disorder
在哈伯德模型的基础上,我们将涨落交换(FLEX)方法推广到研究电子掺杂铜氧化物超导体中反铁磁(AF)相的性质。此外,通过将散射的影响,由于无序掺杂原子的FLEX形式主义,我们的数值计算结果表明,反铁磁转变温度,由于自旋涨落的赝能隙的起始温度,费米面附近的单个粒子的谱密度,以及在AF相的交错磁化作为电子掺杂的函数可以一致地解释实验测量。
2006-05-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gapped commensurate antiferromagnetic response in a strongly underdoped model cuprate superconductor
本研究通过磁中子散射发现极低掺杂的模型铜氧化物$\mathrm{HgBa}_{2}\mathrm{CuO}_{4+δ}$的反铁磁响应在超导和赝能隙态中存在能隙且公度,为理解铜氧化物的自旋关联与超导机制提供了基准。
2024-12-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic Quantum Criticality in Infinite-Layer Cuprates Sr1-xNdxCuO2
Tsinghua University(清华大学);Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area(粤港澳大湾区量子科学中心);Frontier Science Center for Quantum Information(量子信息前沿科学中心);Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院);Southern University of Science and Technology(南方科技大学)
通过臭氧辅助分子束外延合成高质量无限层铜氧化物薄膜,结合霍尔输运测量和自旋密度波紧束缚模型,揭示了电子掺杂铜氧化物中反铁磁量子临界性及其对费米面重构和奇异金属行为的影响。
2026-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermi surface reconstruction in electron-doped cuprates without antiferromagnetic long-range order
费米面拓扑是金属和超导体的基本性质。在电子掺杂的铜氧化物Nd_(2-x)CexCuO_4(NCCO)中,通过量子振荡测量(QOM),在最佳掺杂和过掺杂(x=0.15-0.17)范围内观察到了非预期的FS重构.这一点更令人费解,因为中子散射表明,反铁磁(AFM)长程序,被认为是重建FS,在x=0.14之前消失。为了调和这一矛盾,一个广泛讨论的QOM中的外磁场诱导AFM长程序将FS重构解释为外在性质。在这里,我们报告角分辨光电子能谱(ARPES)的证据FS重建在最佳和过度掺杂NCCO。所观察到的FS与QOM定量一致,表明没有场的内在FS重建。这种重建的FS,尽管它的重要性作为基础来理解电子掺杂的铜酸盐,不能解释下的传统方案。此外,重构的能隙在x=0.17附近像序参量一样迅速减小,这与输运中的量子临界掺杂相呼应。数据的整体指向x=0.14和0.17之间的神秘顺序,其出现有利于FS重建,而消失则定义了量子临界掺杂。最近的一个拓扑学建议提供了一个解释其起源。
2018-11-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Transport Anomalies of the Strange Metal: Resolution by Hidden Fermi Liquid Theory
最佳和过度掺杂的铜酸盐的奇怪的金属相表现出一些异常的输运性质:不饱和的线性T电阻率,霍尔角和电阻率的不同的弛豫时间,温度依赖的各向异性弛豫时间,以及从假设的费米液体到线性T行为的特征交叉。所有这些都得到了隐藏费米液体理论的自然解释和定量拟合。
2009-03-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coexistence of High Temperature Superconductivity and Antiferromagnetic Order in a Cuprate with Multiple Hole Fermi Pockets
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Max Planck Institute for Solid State Research(马克斯·普朗克固相研究所);Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences(中国科学院化学物理研究所);Songshan Lake Materials Laboratory(松山湖材料实验室);Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院)
利用高分辨激光角分辨光电子能谱研究七层Bi2267,发现多个空穴费米口袋中高温超导(Tc~75K)与强反铁磁序共存,且轻掺杂CuO2面存在高达42 meV的配对能隙,挑战了节点和反节点电子态驱动高温超导的传统认知。
2026-06-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unified intermediate coupling description of the pseudogap and the strange metal phases of cuprates
本文用一个具有中间耦合的单带哈伯德模型描述了正常态的两个最重要的反常特性:线电阻率、奇异金属和赝能隙。铜酸盐的光谱和输运性质被认为是在同一个立足点上,通过采用一个相对简单的postgaussian近似有效的中间耦合$U/t=1.5-4$在相关的温度$T>100{\rm K}.$在掺杂范围$\ p=0.1-0.3$,$U$的值小于在母体材料。对于较小的掺杂,特别是在莫特绝缘体相中,与有效的紧密结合尺度相比,耦合是大的,并且需要不同的方法。这个场景提供了一个范例的替代方案,即耦合应该很强,比如说$U/t>6$,以便描述奇怪的金属。我们认为,要获得现象学上可接受的欠掺杂正常状态的特性,如$T^{\ast }$,赝隙值,光谱权重分布,一个大的值的$U$是有害的。令人惊讶的是,在上述温度范围内的电阻率是线性的$ρ=ρ_{0}+α\frac{m^{\ast }}{e^{2}n\hbar }T$,具有一阶的“普朗克”系数$α$。
2022-08-22 cond-mat.str-el
Spatially Selective and Reversible Doping Control in Cuprate Films
我们描述了一种可逆的,空间控制的铜氧化物薄膜掺杂方法。该技术已被用于创建超导体-反铁磁绝缘体-超导体(S-AFI-S)结和最佳掺杂超导体-欠掺杂超导体-最佳掺杂超导体(OS-US-OS)铜酸盐结构。我们演示了如何S-AFI-S结构可以用来可靠地测量在低温下使用超导体作为无缝电引线的反铁磁绝缘体区域的输运性质。我们还讨论了应用和基本的问题,可以解决与这种掺杂方法创建的结构。虽然在本工作中它是在铜氧化物膜(YBa 2Cu 3 O 7-δ)上实施的,但是该方法也可以应用于其物理性质由氧含量决定的任何混合价过渡金属氧化物。
2005-08-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Signature of quantum criticality in cuprates by charge density fluctuations
本研究通过共振X射线散射分析两个铜氧化物超导体家族的电荷密度涨落,在掺杂$p^*\thickapprox$0.19处发现符合量子临界点的特征,为奇异金属相的量子临界起源提供了间接证据,助力高温超导研究。
2023-11-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con