高电荷$T_c$铜氧化物La $_{1.875}$ Ba $_{0.125}$ NMR $_{4}$中晶格、电荷和自旋动力学之间相互作用的研究
$^{139}$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$_{4}$
We investigate the interplay between the lattice, charge, and spin dynamics in charge ordered high $T_c$ cuprate La$_{1.875}$Ba$_{0.125}$CuO$_{4}$ ($T_{c} =4$~K) based on the inverse Laplace transform (ILT) analysis of the $^{139}$La nuclear spin-lattice relaxation rate $1/T_1$ (dubbed ILTT$_{1}$ analysis here after). A major thrust of the ILTT$_{1}$ analysis is that one can deduce the probability density function $P(1/T_1)$ of distributed $1/T_1$. We demonstrate that $1/T_{1}^{lm}$, defined as the log-mean (i.e. the center of gravity on a logarithmic scale) of $P(1/T_1)$, can be well approximated by $1/T_{1}^{str}$ deduced from the phenomenological stretched fit, however, $P(1/T_1)$ can provide much richer insight into how the lattice, charge, and spin fluctuations and their distribution develop near and below the long range charge order at $T_{charge} \sim 54$~K. Upon entering the charge ordered state, a divergent increase of $1/T_{1}^{lm}$ toward the spin ordering at $T_{spin}^{μSR} \simeq 35$~K is accompanied by an asymmetric broadening of $P(1/T_1)$. Even deep inside the charge ordered state, $1/T_{1}$ at a gradually diminishing fraction of $^{139}$La sites continues to slow down as temperature is lowered, as expected for canonical superconducting CuO$_2$ planes without enhanced spin fluctuations. The fraction of such canonical $^{139}$La sites almost disappears by $\simeq 40$~K. In contrast, nearly a half of the $^{139}$La sites in La$_{1.885}$Sr$_{0.115}$CuO$_{4}$ ($T_{charge} \simeq 80$~K) still exhibits the canonical behavior without enhanced spin fluctuations even near its $T_{c} = 31$~K. These contrasting behaviors explain why superconductivity in La$_{1.875}$Ba$_{0.125}$CuO$_{4}$ is more strongly suppressed than in La$_{1.885}$Sr$_{0.115}$CuO$_{4}$ despite the lower onset temperature of the charge order.
Site-selective $^{63}$Cu NMR study of the vortex cores of Tl$_{2}$Ba$_{2}$CuO$_{6+δ}$
本文报道了在$T_{c}$ = 85 K下对过掺杂TlPDMATHABMN Ba $_{2}$ CuO $_{6+δ}$的涡旋芯态的择位$^{63}$ Cu NMR研究。我们观察到一个相对较高的密度的低能量准粒子激发的涡核中的磁场为7.4847 T沿c轴,相比之下,YBa $_{2}$铜$_{3}$ O $_{7-δ}$。
NMR evidence for Friedel-like oscillations in the CuO chains of ortho-II YBa$_2$Cu$_3$O$_{6.5}$
对去孪晶的Ortho-II型$_2$ O $_{6.5}$(YBCO 6.5)单晶的CuO链的核磁共振(NMR)测量揭示了不寻常的和显著的性质。链Cu共振显着加宽,但逐渐,从室温冷却。其线形及其温度依赖性与常规自旋/电荷密度波(S/CDW)相变的线形及其温度依赖性显著不同。相反,线加宽归因于小振幅静态自旋和电荷密度振荡,其具有与有限长度链的末端连接的空间变化的振幅。这种CuO链现象的影响也清楚地表现在平面Cu NMR中。
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。
Revisiting the $^{63}$Cu NMR signature of charge order in La$_{1.875}$Ba$_{0.125}$CuO$_{4}$
我们使用单晶$^{63}$ Cu NMR技术重新审视La $_{1.875}$ Ba $_{0.125}$ CuO $_{4}$($T_{\text{c}} =4$ ~K)观察到的电荷顺序的早期$^{63}$ Cu NQR特征[A. W. Hunt等人,物理修订信函{ \bf 82},4300(1999)]。我们发现,在$\sim 80$ ~K以下,自旋相关的增长加速,其中对$^{139}$ La NMR自旋-晶格弛豫曲线的逆拉普拉斯变换(ILT)T $_{1}$分析最近揭示了晶格中慢分量和/或电荷涨落的出现[P. M. Singer等人,{ \bf 101},174508(2020)]。从精确测量的$^{63}$铜NMR信号强度,自旋回波衰减$M(2τ)$,自旋-晶格弛豫速率$^{63}1/T_1$,其密度分布函数$P(^{63}1/T_{1})$,我们还表明,在$T_{\text{charge}}\simeq 54$ ~K的电荷顺序打开强大的增强自旋波动{ \it内的电荷有序域},从而使CuO $_2$平面非常不均匀。在低于$T_{\text{charge}}$时,电荷有序畴迅速增长,不受电荷有序影响的正则畴的体积分数$F_{\text{CA}}$随着$\sim 35$ ~K的增大而逐渐减小。这一发现与我们完全基于$^{139}$ La ILTT $_{1}$分析的$F_{\t…
Magnetic Breakdown in the electron-doped cuprate superconductor Nd$_{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 $Sr_{0.9}La_{0.1}CuO_2$
$d$-wave superconducting gap observed in protect-annealed electron-doped cuprate superconductors Pr$_{1.3-x}$La$_{0.7}$Ce$_{x}$CuO$_{4}$
对于电子掺杂的铜氧化物,强抑制的反铁磁自旋相关有效的还原退火的“保护退火”的方法导致超导不仅具有较低的Ce浓度,但也具有较高的转变温度。为了揭示这种超导态的本质,我们对保护退火的电子掺杂超导体Pr $_{1.3-x}$ La $_{0.7}$ Ce $_{x}$ CuO $_{4}$进行了角分辨光电子能谱测量,并直接研究了超导能隙。发现该间隙与$d$波对称性一致,表明强电子相关性持续存在,因此反铁磁自旋波动仍然是介导保护退火的电子掺杂的铜氧化物中的铜配对的候选者。
Anisotropic microwave conductivity of cuprate superconductors in the presence of CuO chain induced impurities
在动能驱动的超导机制下,研究了邻位Ⅱ型$_2$的微波电导各向异性.邻位-Ⅱ $_2$ $_3$ O $_{6.50}$的特征在于填充和空$\hat{b}$轴CuO链的周期性交替。考虑CuO链诱导的扩展各向异性杂质散射,基于准粒子激发和散射过程的节块近似,再现了邻位Ⅱ型$_2$微波电导各向异性的主要特征,包括$\hat{a}$轴和$\hat{b}$轴微波电导的能量和温度依赖性的强度和线形.我们的研究结果也证实了$\hat{b}$轴CuO链诱导杂质是各向异性的主要来源。
Anisotropic dressing of charge-carriers in the electron-doped cuprate superconductor Sm(1.85)Ce(0.15)CuO(4) from angle-resolved photoemission measurements
"Spin-Flop" Transition and Anisotropic Magnetoresistance in Pr_{1.3-x}La_{0.7}Ce_{x}CuO_{4}: Unexpectedly Strong Spin-Charge Coupling in Electron-Doped Cuprates
Proximity-Induced Nodal Metal in an Extremely Underdoped CuO$_2$ Plane in Triple-Layer Cuprates
Hiroshima University(广岛大学);Institute for Molecular Science(分子科学研究所);Hirosaki University(弘前大学);Kyoto Univ Adv Sci, Nagamori Inst Actuators(京都大学先进科学研究院长森致动器研究所);Tohoku University(东北大学);National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(产业技术综合研究所);Stanford University(斯坦福大学);The University of Tokyo(东京大学);SLAC National Accelerator Laboratory(SLAC国家加速器实验室);University of California, Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校)
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 $_{6+…
Anomalously high quasiparticle thermal conductivity in the underdoped cuprate superconductor HgBa$_{2}$CuO$_{4+δ}$
Université de Sherbrooke(舍布鲁克大学);CEA Saclay(法国原子能和替代能源委员会萨克莱中心);CNRS UPR3228, Univ. Grenoble Alpes, Univ. Toulouse, INSA-T(法国国家科学研究中心、格勒诺布尔阿尔卑斯大学、图卢兹大学);IRL Frontières Quantiques, Université de Sherbrooke–CNRS(量子前沿研究所,舍布鲁克大学-法国国家科学研究中心);Canadian Institute for Advanced Research(加拿大高级研究院)
Evolution of Fermi surface and normal-state gap in chemically substituted cuprates Bi$_{2}$Sr$_{2-x}$Bi$_{x}$CuO$_{6+δ}$
我们对化学取代的铜酸盐Bi $_{2}$ Sr $_{2-x}$ Bi $_{x}$ CuO $_{6+δ}$进行了系统的角分辨光电子能谱研究。我们观察到费米表面积与Bi取代含量$x$线性收缩,反映了这种化学取代的电子掺杂性质。此外,谱线宽度随着$x$的增加而迅速加宽,并且在超导-绝缘边界处变得完全不相干。在轻欠掺杂区观察到的d波状正常态带隙逐渐演变成大的软带隙,这在激发能量和温度方面线性地抑制了波腹光谱权重。结合在相同样品上获得的体电阻率数据,我们建立了在非常欠掺杂制度的库仑隙行为的出现。我们的研究结果揭示了高$T_c$铜酸盐中离面化学取代的双重作用,即掺杂和无序,并阐明了强关联和无序导致的量子电子态的本质.
Cu-spin Correlation in the Electron-overdoped High-Tc Cuprate Thin Films of La_2-x_Ce_x_CuO_4_ Probed by Low-energy Muons
Sophia University(上智大学);PSI Center for Neutron and Muon Sciences(瑞士保罗谢尔研究所中子与μ子科学中心);Institute of Materials Structure Science, High Energy Accelerator Research Organization (KEK-IMSS)(高能加速器研究机构材料结构科学研究所)