Oxygen Isotope Effect Resulting from Polaron-induced Superconductivity in Cuprates
在Pr和La掺杂的YBa_2Cu_3O_7(YBCO)和Ni掺杂的La_1.85Sr_0.15CuO_4(LSCO)超导体中测量的平面氧同位素效应系数作为空穴掺杂的函数,定量和定性地遵循Kresin和Wolf最初提出的形式,该形式是针对垂直于超导平面的极化子导出的。有趣的是,在赝能隙温度下的氧同位素反效应系数也遵循相同的公式。这些发现允许的结论,在YBCO和LSCO的超导电性的结果极化子或双极化子在CuO 2平面。原来的公式,提出的垂直方向,显然更普遍有效,并占在CuO 2平面的超导性。
2017-04-20 cond-mat.supr-con
Dislocations as a boundary between charge density wave and oxygen rich phases in a cuprate high temperature superconductor
在高温超导铜氧化物中观察到了多功能的离子有序和电子有序。电荷密度波序是其中之一,它在空间上局限于材料的空间区域。还已知的是,通过化学嵌入引入的氧自由基在不同的富氧区域中自组织,所述富氧区域对应于Cu $O_2$层中的空穴富区域,所述空穴富区域被电荷密度波序畴留空。然而,这两个顺序之间发生了什么尚不清楚,也没有控制这种空间分离的方法。本文利用扫描纳米X射线衍射技术证明,在最佳掺杂的$_2$ CuO $_4$ $_+$ $_y$高温超导体中,材料中的位错或晶界可以作为电荷密度波和富氧相之间的边界。因此,位错可用于控制材料的特定部分中的电荷密度波阶与氧介电常数的反相关。
2016-12-14 cond-mat.supr-con
Effects of excess or deficiency of oxygen content on the electronic structure of high-$T_C$ cuprates
计算了Ba $_2$ CuO $_4$(BCO)和La $_2$ O $_2$层中氧空位的超氧La $_2$ CuO $_4$(LCO)的能带结构.研究发现,在BCO中,顶端氧空位起到了电子掺杂的作用,使其电子结构类似于空穴掺杂的LCO。过量的氧化合物形成线的La $_2$ O $_2$层的LCO示出产生一个更大的状态密度在费米能量比与费米面的分割的化学计量的化合物。反铁磁(AFM)自旋涨落的加强,O-空位在BCO以及氧杂质在LCO,但强烈抑制在O-缺乏LCO。研究结果表明,O空位掺杂和有序缺陷掺杂是影响铜酸盐电子性质的重要因素。
2013-04-12 cond-mat.supr-con
Destruction of Neel order and appearance of superconductivity in electron-doped cuprates by oxygen annealing process
利用热力学和中子散射测量研究了氧退火对Pr $_{0.88}$ LaCe $_{0.12}$ CuO $_{4-δ}$超导电性和磁性的影响。虽然通过磁化率和超导相干长度测量的转变温度$T_c$随着从退火过程中逐渐去除氧而平稳地增加,但体超导性,其特征在于在$T_c$处的比热异常和中子磁共振的存在,仅在$T_c$接近最大值时突然出现。这些结果表明,氧退火的效果必须首先确定,以建立一个反铁磁性和超导性的电子掺杂的铜氧化物的相图的Ce掺杂的依赖。
2008-06-20 cond-mat.supr-con
Temperature independent cuprate pseudogap from planar oxygen NMR
平面氧核磁共振(NMR)弛豫和位移数据从所有铜氧化物超导体在文献中进行了分析。它们揭示了费米表面处的温度无关的赝能隙,其以家族特定的方式随着掺杂的减少而增加,即,对于某些材料,赝能隙在最佳掺杂时是相当大的,而对于其它材料,赝能隙在最佳掺杂时几乎是闭合的。以上的赝能隙,或在其情况下是类似的所有铜酸盐和掺杂水平,费米液体。如果赝能隙假设为指数的,则对于最欠掺杂的系统,它可以大到约1500 K,这与交换耦合有关。赝能隙在整个材料中可以有很大的不同,这是铜酸盐在电荷和自旋方面不均匀的原因,并讨论了NMR分析的后果。这个赝能隙似乎与很久以前测量的YBaCuO系列材料的比热数据一致。核弛豫和位移显示偏离这种情况附近的$T_{\mathrm{c}}$,可能是由于其他的间隙状态。
2020-10-19 cond-mat.supr-con
Magnetic field dependence of the oxygen isotope effect on the magnetic penetration depth in hole-doped cuprate superconductors
研究了空穴掺杂高温铜氧化物超导体YBa_2Cu_4O_8、Y_0.8Pr_0.2Ba_2Cu_3O_7-δ和Y_0.7Pr_0.3Ba_2Cu_3O_7-δ中氧同位素(^{16}O/^{18}O)效应(OIE)与面内磁场穿透深度λ_{ab}的磁场关系。结果表明,与含^{18}O样品相比,含^{16}O样品的λ ab随磁场的增大而增大。随着磁场从μ_0H=0.2 T增加到μ_0H=0.6 T,λ ab上的OIE减小了两倍多。这种效应可以通过面内电荷载流子质量m^ \ast_{ab}的同位素依赖性来解释。
2006-10-18 cond-mat.supr-con
Evolution and Control of Oxygen Order in a Cuprate Superconductor
金属氧化物中缺陷的处置是从燃料电池和催化剂到超导装置和忆阻器的应用中所利用的关键属性。最典型的缺陷是可移动的过量氧和氧空位,并且可以通过各种热协议以及光学和直流电场来操纵。本文报道了在超氧层状铜氧化物La_2CuO_4 +y中由缺陷有序化得到的高质量超导区的X射线写入。通过快速热淬火制备的不良超导体的辐照首先导致有序区域的生长,超导性的增强只有在等待一段时间后才变得可见,这是其他系统的特征,如铁电体,其中必须适应应变以使其扩展。然而,在La2CuO4+y,我们能够解决所有方面的增长(氧)插层秩序,包括一个非凡的漂移从低到高,回到低各向异性的有序区域。我们还可以清楚地将高质量超导性的出现与二维缺陷有序化联系起来。小光束的额外实验展示了用于写入功能材料的无光致抗蚀剂的单步策略。
2011-08-20 cond-mat.supr-con
Oxygen-driven altermagnetic symmetry inducing d-wave superconductivity in the cuprates and nickelates
本文提出铜氧化物和镍氧化物中CuO2/NiO2层的面内氧子晶格可内禀实现交变磁对称性,通过氧中心交错s波配对诱导具有C4对称性的d波超导能隙,并在NdNiO2中用第一性原理自洽验证。
2025-09-18 cond-mat.supr-con
Origin of the T$_c$ enhancement in heterostructure cuprate superconductors
由两个或多个不同氧掺杂水平\cite{Yuli,Gozar}的铜酸盐超导体膜组成的异质结构的最近实验表明,相对于单一化合物膜,T $_c$显著增强(高达50%)。我们在这里提供了一个简单的解释,自然产生的实验作品的集合的增强。我们表明,增强可能是由于晶格中的结构变化,即增加的顶点氧从铜-氧平面的距离。这种增加修改了有效的场外相互作用的平面,这反过来又提高了d波超导序参量。为了说明这一点,我们研究了扩展的哈伯德模型的波动交换近似。
2010-09-16 cond-mat.supr-con
Anisotropic scattering caused by apical oxygen vacancies in thin films of overdoped high-temperature cuprate superconductors
过掺杂La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$薄膜中超流密度$ρ_s$的反常行为是近年来的一个热点争论。$ρ_s$在低温下的线性下降意味着超导体是干净的,但是$ρ_s$(在零温度极限中)和转变温度$T_c$之间的线性标度是Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)框架[I. Bozovic等人,Nature 536,309(2016)]。这种二分法激发了超越标准BCS理论的奇异理论。然而,我们发现,这样的二分法可以自然地调和的作用,增加各向异性散射所造成的顶端氧空位。此外,各向异性散射还解释了在光学电导率中掺杂时的“缺失”Drude重量,如THz实验中所报道的[F. Mahmood等人,物理修订信函122,027003(2019)]。因此,过掺杂的铜氧化物实际上可以用具有独特的各向异性散射的$d$波BCS理论一致地描述。
2022-03-31 cond-mat.supr-con
A Systematic Study of Electron-Phonon Coupling to Oxygen Modes Across the Cuprates
铜氧化物家族中T $_c$的巨大变化是凝聚态物理中的主要未解决的难题之一,并且知之甚少。虽然在铜酸盐中似乎有很大的普遍性,但通过改变晶胞的化学组成和结构,可以实现T $_c$的几个数量级的变化。在本文中,我们制定了一个系统的检查在铜酸盐中的电子-声子耦合到氧声子的变化,纳入了一些影响所产生的几个方面的化学成分和掺杂铜酸盐家庭。有人认为,电子-声子耦合是一个非常敏感的探针的材料依赖的化学结构的变化,影响轨道特性的带交叉费米能级,强度的局部电场所产生的结构诱导对称性破缺,掺杂相关的变化在底层的能带结构,和离子性的晶体管辖的能力的材料屏幕$c$轴扰动。使用静电Ewald计算和已知的实验结构数据,我们建立了材料的最大T $_c$在最佳掺杂和耦合到$c$轴模式的强度之间的连接。我们证明了与异相键屈曲("$B_{1g}$“)氧声子分支耦合最大的材料也具有最大的T $_c$。根据这一观察,我们提出了模型T $_c$计算使用一个双阱模型,声子的工作与一个占主导地位的配对相互作用,大概是由于自旋波动,表明如何声子可以产生相当大的增强T $_c$,尽管相对较小的耦合强度。结合起来,这些结果可以提供一个自然的框架,了解整个铜酸盐的掺杂和材料依赖性的T $_c$。
2010-07-20 cond-mat.supr-con
Is La1.85Y0.15CuO4 an oxygen-doped cuprate superconductor?
本文报道了在不同氧气氛下用脉冲激光沉积法制备的T '相La_(1.85)Y_(0.15)CuO(LYCO)薄膜的电阻率、霍尔效应、能斯特效应和磁电阻的测量结果。我们的研究结果表明,在LYCO的超导电性起源于氧掺杂莫特类绝缘体,而不是从弱相关,半填充带金属如前所述。
2006-10-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhanced Pairing Correlations near Oxygen Dopants in Cuprate Superconductors
最近的Bi基铜酸盐超导体的实验表明,间隙氧掺杂离子附近的配对相关性的意想不到的增强。本文提出了一种可能的机制--基于局域屏蔽效应--氧掺杂确实改变了CuO_2平面内的电子参数,并强烈地增加了超交换耦合J。这增强了自旋配对效应,并可以解释所观察到的态密度和配对能隙的空间变化。
2010-12-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dzyaloshinsky-Moriya antisymmetric exchange coupling in cuprates: Oxygen effects
我们重新审视一个问题的Dzyaloshinsky-Moriya反对称交换耦合铜酸盐中的单键指定的本地自旋轨道贡献Dzyaloshinsky矢量专注于氧项。的Dzyaloshinsky矢量和各自的弱铁磁矩被证明是一个叠加的可比性,有时,竞争本地铜和O的贡献。中间态氧的$^{17}$ O Knight位移被证明是一个有效的工具,以检查在外部磁场中的Dzyaloshinsky-Moriya耦合的影响。我们预测了$strong$氧弱反铁磁性的影响,在边缘共享的CuO $_2$链由于未补偿的氧Dzyaloshinsky矢量。最后,我们重新审视对称自旋各向异性的影响,特别是那些直接引起的Dzyaloshinsky-Moriya耦合。
2006-10-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
In-situ epitaxial growth of superconducting La-based bilayer cuprate thin films
研究了纯臭氧氧化法外延生长双层铜酸盐La_2CaCu_2O_(6 +δ)晶体,发现即使母体成分没有阳离子取代,在外延应变效应的帮助下,晶体也能表现出金属行为。通过过量氧掺杂可以简单地控制空穴浓度,在最佳条件下生长的薄膜在30 K以下具有超导电性。这是纯过量氧诱导的La_2CaCu_2O_(6 +δ)超导电性的第一个结果。
2003-12-17 cond-mat.supr-con
Multiple electronic components and Lifshitz transitions by oxygen wires formation in layered cuprates and nickelates
有越来越多的令人信服的实验证据表明,一个量子复杂的物质的情况下,由多个电子组件,和竞争的量子相位需要抓住高临界温度(Tc)的层状铜氧化物超导的关键物理。虽然它是已知的缺陷自组织控制Tc,该机制仍然是一个悬而未决的问题。本文采用自洽线性Muffin-Tin轨道(LMTO)方法,对HgBa_2CuO_4 ~(+y)、La_2CuO_4 ~(+y)和La_2NiO_4 ~(+y)中间隔层中氧原子O ~(-1)原子线的自组织作用所产生的多带电子结构和Fermi面破裂进行了理论预测.通过超原胞计算研究了有序O-i原子线的第一相和无序O-i杂质的第二相的电子结构。我们展示了三种材料中O-i线对电子结构影响的共同特征。O-i到线中的排序导致O-i系综和体的其余部分之间的电子状态的分离。线的形成产生的第一量子限制局域态附近的线与第二离域态共存的费米面(FS)的掺杂铜氧化物。在这种新的情况下,高Tc超导,Kitaev线与马约拉纳束缚态的铜氧化物的二维d波超导体的邻近耦合。
2018-12-30 cond-mat.supr-con
Differentiation of electron doping and oxygen reduction in electron-doped cuprates
Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo(东京大学固体离子体研究所);Department of Engineering and Applied Sciences, Sophia University(上智大学理工学部);Department of Applied Physics, Tohoku University(东北大学应用物理系);UVSOR Synchrotron Facility, Institute for Molecular Science(分子科学研究所UVSOR同步辐射设施)
研究通过碱金属掺杂和角分辨光电子能谱监测电子掺杂铜氧化物的电子结构变化,发现杂质氧原子对伪间隙形成有显著贡献。
2026-04-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Similarity of slow stripe fluctations between Sr-doped cuprates and oxygen-doped nickelates
用~(139)La NMR研究了La_2NiO_(4.17)晶体的条纹涨落,得到了线宽和弛豫速率随磁场和温度的变化关系。在条纹的形成过程中,谱线强度在230 K以下达到最大值,在140 K左右开始减弱,在50 K左右消失,在4K左右恢复。这些结果被证明是一致的,但完全互补的中子测量,是通用的氧掺杂的镍酸盐和欠掺杂的铜酸盐。
1999-06-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Origin of spatial variation of pairing gap in Bi-based high-Tc cuprates
最近,Bi-2212铜酸盐超导体的扫描隧道显微镜已经揭示了能隙的空间变化,这与顶端氧位置的调制直接相关。我们确定了面外氧调节CuO_2层内配对相互作用的两种机制:x^2-y^2带和顶端p轨道之间的共价性,以及顶端氧极化对相关性U的屏蔽。这两种效应强烈依赖于顶端氧的位置和他们的合作行动解释了实验。
2008-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Reply to "Comment on 'Anisotropic Scattering Caused by Apical Oxygen Vacancies in Thin Films of Overdoped High Temperature Cuprate Superconductors'"
在我们最近的工作[物理。128,137001(2002)],我们提出顶端氧空位充当各向异性散射杂质。在玻恩近似下,这导致准粒子散射率在波腹(波节)方向上最大(零)。这种独特的角度依赖性为过掺杂La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$(LSCO)薄膜中关于超流密度$ρ_s$和光学电导率$σ_1$的一些令人困惑的实验结果提供了一种直接的机制。在最近的一次评论中,H。联合Ozdemir等人[arXiv:2206.01301],再次强调了杂质散射性质的重要性,但对我们的图片提出了一些挑战:我们没有考虑一旦顶端氧缺失,平面内电子的静电势的变化,费米表面拓扑结构的变化,因为范霍夫点被通过,d波配对引起的自能校正,以及前向散射引起的顶点校正。这些关切很有意思,但要么是无关紧要的,要么是进一步加强了我们的结论。我们将在本回复中逐一讨论这些问题。
2022-07-06 cond-mat.supr-con
New Perspective on the Phase Diagram of Cuprate High-Temperature Superconductors
普遍的标度律可以指导对新现象的理解,对于铜氧化物高温超导性,这种早期的影响关系表明,超导临界温度($T_c$)与低温下测量的超流体密度相关。这个著名的植村关系一直鼓舞着社区。在这里,我们表明,在无处不在的CuO $_2$平面,可与核磁共振(NMR)的铜和氧的键合轨道的电荷含量,是绑在上村缩放。铜和氧之间的这种电荷分布在铜酸盐家族之间和掺杂之间变化,并且它允许我们绘制具有相对于其最大值$T_c$排序的不同家族的新相图。此外,它还表明,$T_c$可以大大提高,如果我们能够合成的材料,其中更多的氧电荷转移到大约一半填充的铜轨道。
2015-11-07 cond-mat.supr-con
Nonbonding oxygen holes and spinless scenario of magnetic response in doped cuprates
理论和实验结果都表明,掺杂铜酸盐的价空穴态比Zhang-Rice模型所预测的更为复杂。实际上,我们研究的是传统的杂化Cu 3d-O 2 p $b_{1g}\propto d_{x^2 -y^2}$态和具有$e_{u}x,y \propto p_{x,y}$对称性的纯氧非键态的竞争.后者揭示了一个非猝灭的类伊辛轨道矩,引起了一个新的无自旋纯氧的情况下的磁响应掺杂铜氧化物与氧局域轨道磁矩的玻尔磁子的十分之一的顺序。我们考虑了${}^{63,65}$ Cu-O 2 p转移轨道超精细相互作用的机制,这是由于氧的O2 p轨道与Cu的3 p半核轨道的混合.定量估计指出了局部场和电场梯度的各自贡献以及它们的相关特征的大幅度。
2004-11-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Correlation of strontium anharmonicity with charge-lattice dynamics of the apical oxygens and their coupling to cuprate superconductivity
过掺杂超导体$YSr_2Cu_{2.75}Mo_{0.25}O_{7.54}$和$Sr_2CuO_{3.3}$的Cu K边X射线吸收谱表明,它们的超导电性与Cu-Sr和Cu-apical-O对的局域动力学有很强的相关性。这一发现,整个碱土金属阳离子顶端的O“电介质”层具有积极的作用,在不寻常的电子性质的铜酸盐以前没有被考虑,并具有深远的影响。我们开发了这种想法的一个可能的作用的顶端氧电荷动力学通过软模式的Sr通过应用仓本的同步技术精确对角化计算的两个相邻的Cu顶端O对桥由Sr和平面O原子。这些计算表明,一级相变到同步状态的内部量子隧穿极化子(IQTP),其中一小部分原来局限于顶端的O原子的集群被转移到平面O。实验结果和理论的结合表明,铜酸盐的Sr-O介电层最有可能通过其延伸到$CuO_2$导电平面的集体电荷动力学在高温超导性中起重要作用。
2022-12-14 cond-mat.supr-con
Pseudogap state of underdoped cuprate HTSC as a display of the Jahn-Teller pseudoeffect
对于欠掺杂的铜氧化物高温超导体,在载流子(空穴和Zhang-Rice极化子)的双组分模型框架下,考虑了空穴分子轨道在铜-氧平面内的两个近简并态。这两种状态分别是单格点Zhang-Rice极化子周围的空穴分子轨道状态和两个最近的具有反铁磁有序自旋的Jahn-Teller铜离子与普通氧离子的双格点氧团簇周围的双格点空穴分子轨道状态。考虑到这些近简并电子态的电子振动混合导致了Jahn-Teller动力学效应,本文讨论了赝能隙态是Jahn-Teller赝效应的结果的假设。结果表明,双位Jahn-Teller极化子的存在与最近在赝能隙态中观察到的时间反演对称性破缺是一致的。
2003-11-07 cond-mat.supr-con
London penetration depth in the tight binding approximation: Orthorhombic distortion and oxygen isotope effects in cuprates
本文给出了束缚能色散较紧的超导体中超流密度$ n_s \propto 1/λ^2 $的一个简单推导式。推导出的表达式进行了详细讨论,因为它的区别与普通的抛物型能量色散超导体的已知表达式。我们应用该表达式对BiSrCuO和YBaCuO族化合物在最佳掺杂附近的伦敦穿透深度参数$ λ$的同位素效应的实验数据分析,考虑到晶体结构的正交畸变,并从实验数据中估计了跳跃参数的同位素变化。我们指出,$1/λ^2$温度行为是非常敏感的比例$ 2Δ_m(T=0)/ k_B T_c $和估计这个数量的化合物。
2010-05-13 cond-mat.supr-con
Theory of oxygen K-edge x-ray absorption spectra of cuprates
本文用氧化铜超导体三带模型的动力学平均场论计算了高掺杂$T_c$氧化铜超导体的氧K边X射线吸收谱强度与掺杂的关系。该模型被发现不能再现最近的实验结果,这表明在足够高的掺杂的物理超出传统的三带模型变得重要。
2010-03-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tilted loop currents in cuprate superconductors
本文简要介绍了铜氧化物超导体赝能隙相的极性克尔效应和时间反演对称性破缺的理论模型。通过消除,最有希望的候选者是倾斜的环电流模型,从西蒙-瓦尔马模型通过倾斜一个三角形环向上和另一个向下朝向顶端的氧。该模型是一致的PKE,自旋极化中子散射,光学各向异性测量。该模型中的自发电流在面内氧和顶端氧之间流动,使得每个氧属于一个电流回路。这种回路电流模式类似于磁电反铁磁体Cr2 O3中的自旋序,其中实验观察到PKE。通过类比,应该可以训练铜氧化物中的PKE符号。提出了几个实验来确认回路电流的顺序:磁场感应极性,非线性异常霍尔效应,和二次谐波产生。
2014-10-26 cond-mat.supr-con
Antiferromagnetism-superconductivity competition in electron-doped cuprates triggered by oxygen reduction
我们对Pr $_{2-x}$ Ce $_x$ CuO $_4$和Pr $_{1-x}$ LaCe $_{x}$ CuO $_4$电子掺杂铜氧化物进行了系统的角度分辨光电发射研究。与通常的看法相反,无论是能带填充还是能带参数都不受氧还原过程的显著影响。相反,我们表明,减少过程中的主要电子作用是消除费米表面周围的各向异性的前沿间隙。虽然节前缘间隙是由长程反铁磁序引起的,但反节间隙的起源仍不清楚。
2007-04-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Precise Measurement of the Oxygen Isotope Effect on the Néel temperature in Cuprates
解释铜酸盐同位素效应测量的能力的一个限制因素是缺乏整个相图的足够准确的数据;有精确的Tc数据,但没有反铁磁转变温度T_N。主要问题是T_N对样品中氧含量的微小变化极其敏感。本文采用新化合物(Ca0.1La0.9)(Ba1.65La0.35)Cu 3 Oy解决了这一问题,该化合物存在一个T_N与氧掺杂无关的区域.对氧16和氧18样品的T_N的测量发现,氧同位素对T_N的影响不存在,其精度是前所未有的。我们的发现和现有数据的一个可能的解释是,同位素取代影响正常状态的载流子密度。
2011-02-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
O-bridged electron pairing: the microscopic mechanism for high-temperature superconductivity in cuprates and nickelates
本文提出以氧原子为桥梁的电子配对机制,用以解释铜氧化物和镍氧化物的非常规高温超导性及 d 波对称性等特征。
2024-09-06 cond-mat.supr-con
Phase diagram of hole-doped cuprates based on $^{17}$O and $^{63}$Cu NMR quadrupole splittings
超导铜酸盐的相图通常用于显示它们的电子性质如何作为平均掺杂水平的函数而变化,即,CuO $_2$平面的平均空穴含量。在核磁共振(NMR)实验中,平均掺杂以及这些空穴在平面Cu和O之间的分布通过$^{63,65}$ Cu和$^{17}$ O NMR的四极分裂来揭示其本身。在这里,我们认为,所有公布的NMR数据的基础上,我们有利于一种新类型的相图,具有平面氧四极分裂,并与它的平面氧空穴含量作为横坐标,而不是平均空穴含量的CuO $_2$平面。在这样的图中,不同铜酸盐家族的超导圆顶根据其最大临界温度$T_{\rm c,max}$水平移动,该最大临界温度由母体材料的化学性质设定,这决定了其氧空穴含量。O空穴含量越高,通过实际掺杂可以实现的$T_{\rm c,max}$越高。这些发现也提供了一个策略,寻找具有较高的$T_{\rm c,max}$铜酸盐。
2014-02-17 cond-mat.supr-con
Giant Nonlinear Electron-lattice Interaction in Cuprate Superconductors, and Origin of the Pseudogap
赝能隙是铜氧化物超导体的一个关键性质,对它的理解有助于阐明配对机制。最近的实验数据支持的赝间隙和氧驱动的C4对称性破缺的CuO 2平面内的单元电池之间的密切联系。利用从头算分子动力学方法,我们证明了两个铜酸盐体系中存在强的非线性电子-氧振子耦合。在平均场的方法应用到这种耦合模型内的哈密顿量,我们推导出C4分裂/pseudogap相图与实验一致-提供了一个解释的pseudogap现象从第一原理。对超导性和费米表面弧效应的影响进行了讨论。
2009-02-17 cond-mat.supr-con
Apical oxygen vibrations dominant role in d-wave cuprate superconductivity and its interplay with spin fluctuations
提出了一种高Tc铜酸盐BiSCO的微观理论,该理论基于相邻SrO离子绝缘层中的顶端氧原子的40 meV横向振动导致CuO平面中的电子的主要配对通道。振动的带电原子和2D电子气之间的分离产生了前向散射峰,进而导致Eliashberg形式主义中的d波配对。声子模自然地解释了ARPES观测到的色散关系中的扭结和正常态下O 16到O 18同位素替代的影响。赝能隙物理采用单带四重对称哈伯德模型,跳跃参数t' =-0.17t,在位排斥U = 6 t。它描述了莫特绝缘体在低掺杂,而在较高的掺杂的赝能隙物理(仍然强相关)可以近似的对称平均场模型和重整化U纳入屏蔽。局部反铁磁赝隙和顺磁过掺杂相和磁化率(描述自旋波动耦合到2DEG)之间的过渡线的位置也得到在此近似。超导d-波带隙主要是由于声子通道,但也有自旋涨落的辅助(15-20%)。得到了带隙和Tc与掺杂和同位素替代效应的关系,与实验结果一致。
2021-06-01 cond-mat.supr-con
Exploring d-Wave Magnetism in Cuprates from Oxygen Moments
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Xi’an Jiaotong University(西安交通大学);University of Warsaw(华沙大学);Goethe-Universität Frankfurt(法兰克福歌德大学);Imperial College London(伦敦帝国理工学院)
本研究通过三轨道Emery模型探讨铜基氧化物中氧位磁矩诱导的非传统d波磁性机制,并提出实验实现方案。
2025-08-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasi-static oxygen hole lattice in the CuO_2 plane and its temperature rigidity
在铜酸盐掺杂氧空穴的过程中,在平面上发生的可能情况是这个简短交流的主题。同时插入的氧空穴和电子产生双组分等离子体。由排斥库仑力驱动的氧空穴产生准静态晶格,其尺寸取决于掺杂水平。根据均分定理,这种晶格的稳定性取决于温度。在此基础上,可以定义库仑排斥能被氧空穴从它们在空穴晶格中的平衡位置的位移的热能平衡的温度。该平衡温度惊人地接近于铜酸盐的掺杂圆顶所限定的范围内的超导转变温度。
2012-09-10 cond-mat.supr-con
Generic phase diagram of "electron-doped" T' cuprates
我们研究了电子掺杂的超导体,Nd 2-xCexCuO 4,使用金属有机物分解制备的薄膜的通用相图。经过仔细的氧还原处理,以消除间隙Oap原子,我们发现,Tc单调增加从24 K到29 K,从0.15减少到0.00的x,展示了一个非常不同的相图从以前的散装之一。在Oap“杂质”对T'型铜氧化物超导电性和磁性影响巨大的基础上,讨论了我们结果的意义。然后,我们得出结论,我们的结果代表了氧化学计量Nd 2-xCexCuO 4的通用相图。
2008-11-12 cond-mat.supr-con
Determination and Control of Oxygen Stoichiometry in the Cuprate Bi2sr2cuo6+D
Bi 2Sr 2CuO 6 +D的相对低的Tc允许研究正常状态下的低温和非取代的化合物本质上是强烈的过掺杂。空穴浓度可以通过氧过量来调节,但文献中关于D。合成,在空气中通过固相反应实现,需要长时间退火以获得具有化学计量阳离子比的纯相。热重技术被用来探索氧的非化学计量。用氢气还原法测定了试样的绝对氧含量,并在300 ~ 670 ℃温度范围内用不同的PO 2研究了试样的氧交换。氧过量在0.14和0.18之间变化,可能有两种氧嵌入方式。将这些结果与Bi-2212进行比较。
2003-01-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for two fluids in the ground state of cuprates
本文报道了用核磁共振法测量超导化合物(Ca_{x} La_{1-x})(Ba_{1.75-x} La_{0.25+x})Cu_3 O_{y}中的电荷密度。对于欠掺杂的样品,我们发现在氧合后引入到平面中的空穴的速率是家族独立的。相反,并非所有的载流子都对反铁磁或超导序参量有贡献。这一结果是一致的两个流体现象或内在介观不均匀性的散装。我们还讨论了弱化学无序对T_{c}的影响。
2006-10-22 cond-mat.supr-con
In-plane oxygens in high-temperature superconducting cuprates
详细分析了氧自由度在铜氧化物超导面中的作用。结构和光电发射的结果进行审查表明,最稀疏的描述面内电子状态需要明确的控制的氧。对于金属态,氧和铜的相对贡献沿费米面变化,电弧金属性主要是氧衍生的。对于磁响应,我们发现,所观察到的不可逆性自然出现,如果一个保持分开的两个网站的角色。对于LBCO中的电荷序,我们提出了一个基于平面中磁相互作用的方案。我们强调,需要进一步的实验研究的掺杂的胞内电荷分布的演变,并为更好地理解大粒子空穴对称性破缺所需的成功现象,但难以调和从头计算的理论。
2013-04-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping Evolution of Oxygen K-edge X-ray Absorption Spectra in Cuprate Superconductors
本文研究了氧的K边X射线吸收谱(XAS),并研究了过掺杂铜氧化物超导体中Zhang-Rice单线态(ZRS)图像的有效性。利用大尺度精确对角化的三轨道哈伯德模型,我们观察到强关联的效果,表现在动力学谱重量转移从上哈伯德带的ZRS带。理论和实验之间的定量协议突出了一个额外的光谱权重重新洗牌,由于核孔相互作用。我们的研究结果证实了铜酸盐的重要相关性质,并阐明了低能准粒子的轨道特性的变化,但也表明了即使在过掺杂区域中ZRS的持续相关性。
2013-04-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Critical-doping universality for cuprate superconductors: Oxygen nuclear-magnetic-resonance investigation of Ca(x)La(1-x)Ba(1.75-x)La(0.25+x)Cu(3)O(y)
在铜酸盐中,基态会改变其性质(从反铁磁体到自旋玻璃,再到超导体,再到金属)的临界掺杂水平并不普遍。我们调查的起源,这些关键的掺杂变化,通过测量的面内的氧$p_σ$空穴密度的CuO $_{2}$层中的氧密度$y$的函数(Ca $_{x}$ La $_{1-x}$)(Ba $_{1.75-x}$ La $_{0.25+x}$)铜$_{3}$ O $_{y}$。这是使用氧17核四极共振参数$ν_{Q}$完成的。我们比较化合物与$x=0.1$和0.4有显着的关键$y$的变化,并发现这些变化可以解释的空穴注入到$p_σ$轨道的效率的变化。这使我们能够在整个掺杂范围内为CLBLCO系统生成统一的相图,而无需可调参数。
2010-11-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Influence of apical oxygen on the extent of in-plane exchange interaction in cuprate superconductors
在高Tc超导体的磁性和电子性质是由价电子几乎从网站跳到网站的CuO 2平面,反对现场库仑排斥和跳跃积分的青睐机制的概率。后者的空间范围是有关的运输性能,包括超导性,和自旋激发(磁振子)的色散关系。在这里,对于三个反铁磁母体化合物(单层Bi2Sr0.99La1.1CuO6+ δ,双层Nd1.2Ba1.8Cu3O6和无限层CaCuO2)不同的顶端原子的数量,我们比较了通过共振非弹性X射线散射测量的磁谱的倒易空间的一个重要部分,并具有前所未有的精度。我们观察到,顶端的氧的情况下增加了平面内跳跃范围,在CaCuO 2,它导致一个真正的三维交换键网络。这些结果建立了交换相互作用与晶体结构之间的对应关系,为研究超导转变温度与材料的关系提供了新的思路。
2016-09-17 cond-mat.supr-con
Unusual oxygen isotope effects in cuprates -- importance of doping
Douglas等人最近对氧同位素交换的Bi_2Sr_2CaCu_2O $_{8+δ}$超导体的角分辨光电子能谱学(ARPES)研究报告了在最佳掺杂下不存在同位素效应,质疑了我们\cite {gweon-nature}先前的工作。在这里,我们报告了一个新的结果,揭示了这种令人困惑的差异以及铜酸盐中电子晶格相互作用的性质:在最佳掺杂\cite {gweon-nature}下的异常同位素效应,在这里重新确认,在仅仅2%的空穴过掺杂时消失。这一结果意味着最佳掺杂附近的电子-晶格相互作用的性质的快速变化。我们还发现,道格拉斯等人的数据。\cite {dessau-comment}实际上是显著过掺杂样品的特征,而不是他们声称的最佳掺杂样品。
2007-08-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The oxygen isotope effect on critical temperature in superconducting copper oxides
同位素效应为BCS(Bardeen-Cooper-Schrieffer)超导微观理论的发展提供了一个关键的关键。铜氧化物(铜酸盐)超导体具有非常规的超导性,氧同位素效应是非常特殊的:指数系数强烈地依赖于掺杂水平。迄今为止,对于铜酸盐同位素效应的起源还没有达成共识。在这里,我们表明,在铜酸盐的氧同位素效应是符合双孤立子理论的超导性。
2004-03-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Numerical study of resonant inelastic X-ray scattering at the oxygen $K$-edge in insulating cuprates
本文用集团微扰理论(CPT)、Hartree-Fock近似(HFA)和精确对角化(ED)方法研究了绝缘铜氧化物中O $K$边的共振非弹性X射线散射(RIXS)。我们考虑三带哈伯德模型,用CPT结合微扰方法给出了Zhang-Rice单重态(ZRS)激发和电荷转移激发的动量依赖关系。使用CPT和HFA计算的RIXS光谱的比较揭示了不同的动量依赖性,通过上哈伯德带和ZRS带的属性的变化。这些发现得到了支持的分析,使用ED方法的RIXS光谱和动态电荷结构因子。
2022-09-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in Isolated Single Copper Oxygen Plane
Seoul National University(首尔大学)
该研究通过实验验证了在孤立单个CuO₂平面中存在d波超导性,证明了铜酸盐超导性为二维现象。
2026-02-06 cond-mat.supr-con
Dynamic d-symmetry Bose condensate of a planar-large-bipolaron-liquid in cuprate superconductors
如果周围介质的静态介电常数与高频介电常数之比特别大,则可以形成平面大双极化子。一个大的双极化子在p型掺杂的La_2CuO_4被建模为两个电子被删除的面外轨道的四个氧离子由四个铜离子的CuO_2层。这些氧二价阴离子向内弛豫,因为它们向周围向外弛豫的铜阳离子提供电子。这种电荷转移产生了强的面内电子-晶格相互作用,这是稳定大双极化子分解成极化子所需的。大双极化子的最低能量径向面内光学振动具有d-对称性。响应于多个大双极化子原子振动的电子弛豫降低了它们的频率,从而在它们之间产生声子介导的吸引力,这促进了它们凝结成液体。这种液体具有独特的传输和光学特性。大双极化子液体的超导电性可以通过玻色凝聚产生宏观占据基态来实现。大双极化子核心氧离子与其电子电荷的同步振动产生这种玻色凝聚动态全局d-对称性。
2017-05-29 cond-mat.supr-con
LCAO model for 3D Fermi surface of high-T_c cuprate Tl_2Ba_2CuO_{6+delta}
在LCAO近似的框架下,导出了Cu~4s,Cu~3d $_{x^2-y^2}$,O~ 2 p $_x$和O~ 2 p $_y$态上${\rm Tl_{2}Ba_{2}CuO_{6+δ}}$的三维费米面的简单解析公式.这一分析结果可用于拟合极角磁阻振荡等三维FS的实验数据。该模型考虑了相邻\cuo层Cu~4s轨道之间的有效铜-铜跳跃幅度\tss。与实验数据的可接受的对应关系给出了一个提示,即\tss振幅在相干3D FS的形成中占主导地位,而其他氧-氧和铜-氧振幅则可以忽略不计。对于跳跃参数的绝对测定,一个简单的电子实验与场效应晶体管型微结构的建议。薄超导层是施加AC电流的分层结构的源极-漏极沟道。
2009-09-15 cond-mat.supr-con
Relevance of electron-lattice coupling in cuprates superconductors
通过面内穿透深度(λ ab})测量研究了氧同位素(^{16}O,^{18}O)和Y_{1-x} Pr_{x} Ba_{2} Cu_{3} O_{7-δ}的有限尺寸效应。超导畴的长度L_{c}沿c轴和λ_{ab}^{2}有明显的变化,当x=0,0.2和0.3时,相对同位素位移Δ L_{c} / L_{c} \approx Δλ_{ab}^{2}/λ_{ab}^{2} \approx -0.14。这揭示了超流、晶格畸变和非简谐声子之间的耦合的存在和相关性,其中涉及氧晶格自由度。
2003-02-20 cond-mat.supr-con
Maximal critical temperature dependence on number of layers due to phonon d-wave pairing in hole doped cuprates
提出顶氧原子振动交换机制实现多层铜氧化物d波配对,声子与自旋涨落协同增强,解释临界温度随层数变化并降低所需排斥强度。
2025-04-04 cond-mat.supr-con
Strain Effects on Point Defects and Chain-Oxygen Order-Disorder Transition in 123-Structure Cuprate Superconductors
在123个铜氧化物超导体系列$\rm REBa_2Cu_3O_7$(其中RE =镧系元素)和$\rm YAE_2Cu_3O_7$(AE =碱土金属)中,如果只考虑体积应变,发现肖特基缺陷的能量有着不寻常的关系。我们的计算揭示了RE-123结构内的原子间距离的非均匀变化的效果,引入掺杂同价元素,肖特基缺陷形成能。在123种化合物中,Frenkel对缺陷的形成能量,这是一种基本的无序事件,在应力和化学掺杂下都可以发生实质性的改变。利用计算得到的Frenkel对缺陷的形成能,对氧-氧短程排斥参数进行标度,用准化学近似法(QCA)计算了正交相和四方相之间的转变温度。理论计算结果与实验测量结果一致,即RE离子半径越大,正交/四方相变温度越低。这一研究为CuO链中氧的应变效应对有序-无序转变的影响提供了强有力的证据。
2004-08-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Survival of the d-wave superconducting state near the edge of antiferromagnetism in the cuprate phase diagram
在铜氧化物超导体$YBa_2Cu_3O_{6+x}$中,$CuO_2$层中的空穴掺杂由氧含量和氧有序度两者控制。在组成$\rm YBa_2Cu_3O_{6.35}$下,可以在室温下发生有序化,从而调节空穴掺杂,使得超导临界温度从0逐渐上升到20 K。在这里,我们利用这一点来研究作为温度和掺杂的函数的c轴穿透深度。温度依赖性表明d波超导体存活到非常低的掺杂,没有迹象表明另一个有序相干扰的节点准粒子。唯一明显的掺杂依赖性是随着Tc的降低,超流密度平稳下降。
2003-12-19 cond-mat.supr-con
Absence of Luther-Emery Superconducting Phase in the Three-Band Model for Cuprate Ladders
层状铜氧化物超导性的相关电子理论通常从接近超导态的带隙自旋液相的前提出发。这一假设是合理的基础上的超导路德-金刚砂相在掺杂的2-腿的一个频带哈伯德阶梯的分析和数值演示,以及耦合的梯子和二维CuO 2层之间的感知类比。我们从精确的密度矩阵重整化群研究中证明了在由铜和氧组成的掺杂的两腿三带梯中不存在超导Luther-Emery相,即使在未掺杂的三带梯中自旋能隙很大。对于现实的氧-氧跳跃和哈伯德排斥的氧原子,密度密度,而不是配对的相关性是占主导地位的在长距离。无论计算中是否包括梯子本身之外的氧,也就是梯级和腿部氧之上的氧,这个结果都同样有效。这些结果证明了氧轨道的重要性,并对许多现有的超导相关电子理论的适用性提出了令人不安的问题。
2021-09-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Scaling of the transition temperature of hole-doped cuprate superconductors with the charge-transfer energy
我们使用第一性原理计算提取两个基本的微观参数,电荷转移能量和电池间的氧-氧跳跃,这与最大超导转变温度$\Tcmax$在整个铜酸盐。我们用集团动力学平均场论研究了铜氧平面三带模型中的超导态。我们发现,电荷转移能量的变化在很大程度上解释了$\Tcmax$的经验趋势,解决了长期存在的矛盾与理论计算。
2012-10-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con