The effect of electron irradiation with the energy of 2.5 MeV on the temperature dependences of the resistivity of an optimally doped $YBa_2Cu_3O_{7-δ}$ single crystal has been studied. The temperature dependences of both fluctuation conductivity $σ^\prime(T)$ and the pseudogap $Δ^*(T)$ on irradiation dose $ϕ$ have been calculated within the local pair model. Here we show that with an increase in $ϕ$, the value of $ρ(300 K)$ increases linearly, while $T_c$ decreases linearly. Concurrently, the value of $ρ{100 K}$ increases nonlinearly, demonstrating a feature for $ϕ_3$ = 4.3 10$^{18}$ e/$cm^2$, which is also observed in the number of other dose-dependent parameters.Regardless of the irradiation dose, in the temperature range from $T_c$ up to $T_{01}$, $σ^\prime(T)$ obeys the classical fluctuation theories of Aslamazov$-$Larkin and Maki$-$Thompson, demonstrating 3D$-$2D crossover with increasing temperature. The crossover temperature $T_0$ makes it possible to determine the coherence length along the $c$-axis, $ξ_c(T)$, which increases by $\approx 3$ times under irradiation. Furthermore, the range of superconducting fluctuations above $T_c$ also noticeably increases.At $ϕ$ = 0, the dependence $Δ^*(T)$ typical for single crystals containing pronounced twin boundaries is observed with a maximum at $T_{pair}$ ~ 120 K and a distinct minimum at $T = T_{01}$. It was determined for the first time that at $ϕ_3$ = 4.3 10$^{18}$ the shape of $Δ^*(T)$ changes strongly and becomes the same as in optimally doped $YBa_2Cu_3O_{7-δ}$ single crystals with a very low pseudogap opening temperature $T^*$ and noticeably reduced $T_{pair}$, while at $T_c(ϕ)$ there are no singularities.
Comment on "Discovery of slow magnetic fluctuations and critical slowing down in the pseudogap phase of YBa$_2$Cu$_3$O$_y$"
本文报道了YBa $_2$ Cu $_3$ O $_y$的零场(ZF)和近场(LF)μ子自旋弛豫($μ$ SR)研究[Jian~Zhang { \it et al.},arXiv:1709.06799]声称已经检测到赝能隙温度$T^*$附近磁波动的临界减慢,并将其归因于晶胞内磁序缓慢波动域的开始。这里有人认为,在这项研究中显示的弛豫数据是误导,由于不正确的帐户的核偶极子的贡献和未能承认发生μ子扩散。
Diamagnetism and density wave order in the pseudogap regime of YBa$_2$Cu$_3$O$_{6+x}$
明确的实验证据表明,电荷密度波的相关性与超导秩序竞争的YBCO推力与赝能隙制度的关系成为焦点。为了帮助表征赝能隙制度,我们提出了一个无量纲的比的抗磁磁化率的电荷密度波相关的相关长度。使用蒙特卡罗模拟,我们计算这个比例的经典模型海沃德等。等人(Science 343,1336(2014)),其描述了多分量级的角波动,捕获了超导和密度波相关性。我们比较我们的结果与现有的数据YBa $_2$铜$_3$ O $_{6+x}$,并提出实验,以澄清这个无量纲比使用现有的样品和技术的价值。
Evidence for a pseudogap in underdoped $Bi_2Sr_2CaCu_2O_{8+δ}$ and $YBa_2Cu_3O_{6.50}$ from in-plane optical conductivity measurements
欠掺杂Bi $_{2}$ Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8+δ}$(Bi-2212)和ortho Ⅱ YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{6.5}$的面内光学自能数据的实部包含了关于赝能隙的新的重要信息。使用理论模型的方法,我们发现,在赝能隙$Δ_{pg}$以下的态密度损失伴随着一个堆积以上的能量。的堆积,随着一个尖锐的模式在玻色子光谱函数导致一个不寻常的快速增加的光散射率和一个典型的倾斜的峰值在实部的光学自能。这些特征在最佳掺杂和过掺杂样品中没有发现,并且代表了迄今为止在面内光学电导率中的赝隙开口的最清晰的签名。
The pseudogap in YBa$_2$Cu$_3$O$_{6+δ}$ is not bounded by a line of phase transitions - thermodynamic evidence
我们讨论了最近的共振超声光谱(RUS)的研究YBa $_2$铜$_3$ O $_{6+δ}$,推断一条线的相变界定的赝隙相,并认为这种情况是不支持的热力学证据。结果表明,在超导转变温度下,RUS、热容和热膨胀的异常值吻合得很好。但在$T^*$的RUS和热力学测量之间存在很大的差异,其中赝能隙相变据称发生。此外,与$δ= 0.98$的晶体,解释在电子相变附近的临界减速的RUS数据的频率和温度依赖性,是五个数量级小于预期。对于该晶体,$T^*$附近的RUS数据与非平衡效应如氧弛豫更一致。
Intra-Unit-Cell magnetic correlations near optimal doping in $\rm YBa_2Cu_3O_{6.85}$
理解高温超导性需要先了解神秘的赝能隙金属态的性质,超导态从金属态中凝聚出来。除了最近报道的赝能隙态内的电荷自由度的电子顺序外,在各种铜酸盐中还发现了磁单元内(IUC)顺序,仅在赝能隙温度T* 下设置。在近最佳掺杂的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6.85}$,极化中子散射测量,进行了两个不同的光谱仪,揭示了新的功能。该顺序是由有限大小的平面域,几乎不相关的沿c轴。在高温下,只有平面外的磁分量相关,揭示了一个强大的伊辛各向异性,最初预测的环路电流模型。在T* 以下,相关的面内响应发展,在低温下引起磁矩的明显倾斜。这两种机制的发现对IUC有序的内在性质提出了严格的限制,与赝能隙物理紧密相连。
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。
Muon Spin Relaxation and fluctuating magnetism in the pseudogap phase of YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{y}$
我们报告的μ子自旋弛豫研究的慢磁波动的赝隙相欠掺杂单晶YBa $_{2}$铜$_{3}$ O $_{y}$,$y = 6.77$和6.83的结果。动态μ子自旋弛豫速率与外加磁场的关系给出了μ子处涨落局域场的均方根幅度~ $B\mathrm{_{loc}^{rms}}$和关联时间~ $τ_c$。所观察到的弛豫速率不随温度的降低而降低~ $T$低于$T^\ast$处的赝能隙起始点,如对于常规磁转变所预期的那样; $B\mathrm{_{loc}^{rms}}$和$τ_c$在赝能隙相直至超导转变中大致恒定。相应的核磁共振弛豫速率估计是太小,无法观察到。我们的结果对YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{y}$中反常赝能隙磁性的理论提出了强有力的限制.
A study of the ferromagnetic transition of $SrRuO_3$ in nanometer thick bilayers with $YBa_2Cu_3O_y$, $La_{1.88}Sr_{0.12}CuO_{4-y}$, Au and Cr: Signature of injected carriers in the pseudogap regime
Discovery of slow magnetic fluctuations and critical slowing down in the pseudogap phase of YBa$_2$Cu$_3$O$_y$
在几项研究中发现了在低于温度$T^\ast$的高$T_c$铜氧化物的赝能隙区域中的单元格内(IUC)磁序的证据,但是NMR和$μ$ SR实验没有观察到预期的静态局部磁场。然而,已经注意到,这种场可以通过波动来平均。我们的测量μ子自旋弛豫率在单晶的YBa $_2$铜$_3$ O $_y$揭示预期的数量级的磁波动,表现出临界减慢在$T^\ast$。这些结果有力地证明了赝能隙相中IUC磁序的波动性。
The electron-boson spectral density function of underdoped Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+δ}$ and YBa$_2$Cu$_3$O
利用Eliashberg理论研究了欠掺杂Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$(Bi-2212)和欠掺杂YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6.50}$(Y-123)中CuO $_2$面的电子玻色子谱密度函数$I^2χ(ω,T)$.我们应用一个新的(面内)赝隙模型来提取电子玻色子谱函数。为了提取谱函数,我们假设谱密度函数由两个分量组成:尖锐模式和宽Millis-Monien-Pines(MMP)模式。我们观察到,所得到的谱密度函数和赝能隙的强度都表现出很强的温度依赖性:锐模占据了函数的大部分谱权重,锐模的峰位置向低频移动,赝能隙的深度$1-\tilde{N}(0,T)$随着温度的降低而变深。我们还观察到,随着温度的降低,电子玻色子密度和质量增强系数的总谱权重增加。我们估计虚构的(最大)超导转变温度,$T_c(T)$,从提取的光谱函数在不同的温度下使用广义McMillan公式。估计的(最大)$T_c$也显示出很强的温度依赖性;在所有测量温度下,它都高于实际的$T_c$,并随温度降低而降低。由于赝能隙随温度的降低而变强,最大$T_c$变低,我们认为赝能隙可能抑制铜酸盐的超导电性。
A global inversion-symmetry-broken phase inside the pseudogap region of YBa$_2$Cu$_3$O$_y$
铜氧化物高温超导体的相图具有一个神秘的赝能隙区,其特征在于低能电子激发的部分抑制。极化中子衍射,能斯特效应,太赫兹极化和超声测量的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_y$表明,赝能隙开始低于温度T* 符合一个真正的热力学相变,分别打破时间反转,四倍旋转和镜像对称性。然而,在T* 之上和之下的全部点群还没有被解决,并且当T* 接近超导临界温度T $_c$时,这种转变的命运知之甚少。在这里,我们揭示了点群的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_y$赝隙和邻近区域使用高灵敏度的线性和二次谐波光学各向异性测量。我们发现,空间反转和两重旋转对称性被打破低于T*,而垂直于铜-O平面的镜像对称性在所有温度下都不存在。这种转变发生在很宽的掺杂范围内,并持续存在于超导圆顶内,与电荷有序或超导性没有可检测的耦合。这些结果表明,赝能隙区符合奇宇称秩序,不产生从竞争费米表面不稳定性,并表现出量子相变内的超导圆顶。
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。
Fermi surface arcs and the infrared conductivity of underdoped YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{6.50}$
我们重新分析了欠掺杂$_{2}$(YBCO $_{6.50}$)的面内远红外电导率的数据,在这个模型中,赝能隙在费米面的一部分上打开,而剩余的未被覆盖的部分与温度成正比.我们的模型的动机来自于最近的角度分辨光电子能谱数据欠掺杂的Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$(Bi-2212),这揭示了费米表面上的弧的存在。我们发现的光学数据是一致的电弧形成。此外,我们发现一些证据表明,电子状态下失去的赝能隙$Δ_{pg}$恢复的能量区域,至少在$T_c$附近的温度。
Thermodynamic evidence for nematic phase transition at the onset of pseudogap in YBa$_2$Cu$_3$O$_y$
在寻求理解铜酸盐超导性的过程中,一个中心问题是赝能隙态的性质和起源,赝能隙态包含异常的电子态,如费米弧、电荷密度波(CDW)和$d$波超导性。一个基本上重要的,但长期存在争议的问题是赝能隙态是否是一个独特的热力学相,其特征在于低于起始温度$T^*$的对称性破缺。电子向列性(四重($C_4$)旋转对称性破缺)已成为赝能隙范围内的一个关键特征,但向列相变的存在与否及其与赝能隙的关系仍未得到解决。在这里,我们报告的热力学测量的磁矩在欠掺杂制度的斜方晶系YBa $_2$ Cu $_3$ O $_y$与一个领域旋转的CuO $_2$平面,这使我们能够量化磁各向异性异常高的精度。在进入赝能隙区后,在$T^*$处表现出明显的扭结后,磁化率的面内各向异性增加。我们的掺杂依赖性分析表明,这种各向异性被保存在低于$T^*$,即使在极限的正交性的影响被消除。此外,过量的面内各向异性数据显示出显着的缩放行为相对于$T/T^*$在宽的掺杂范围。这些结果提供了热力学证据表明,赝能隙开始与二阶相变相变,这是不同于CDW过渡,伴随着平移对称性破缺。这表明赝能隙相界附近的涨落与正常状态下的奇怪金属行为有潜在的联系,从中出现了高$T_c$超导性。
Angular magnetic-field dependence of vortex matching in pinning lattices fabricated by focused or masked helium ion beam irradiation of superconducting YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ thin films
研究了在人工钉扎形貌下,铜氧化物高临界温度超导体$_{2}$ O $_{7-δ}$(YBCO)薄膜中磁场磁化率效应的角度依赖性.通过两种不同的离子辐照方法制造点缺陷列--在氦离子显微镜中扫描聚焦的30 keV离子束或采用宽场75 keV He $^+$束的离子注入器通过模板掩模。离子-靶相互作用和由此产生的碰撞级联的模拟表明,这两种方法的缺陷列子$μ$ m间距的正方形阵列可以创建。它们由密集的点缺陷集群,作为钉扎中心的Abrikosov涡。这是验证的临界电流和相关的磁通流阻与磁场在匹配场的最小值的可重复的峰值的测量。在倾斜磁场中,匹配特征仅由平行于柱状缺陷的轴的磁场分量控制,这证实了磁通量沿着缺陷柱穿透。我们表明,后者占主导地位的钉扎景观,尽管在薄YBCO薄膜的强大的内在钉扎。
Influence of the pseudogap on the superconductivity-induced phonon renormalization in high-T$_c$ superconductors
研究了d密度波(DDW)带隙对超导诱导的声子频率和线宽重整化的影响。拉曼和非弹性中子散射实验的结果进行了讨论。结果表明,DDW带隙可以增强$q=0$声子软化的频率范围,这取决于底层的能带结构。此外,我们还发现各向异性的“d波”赝能隙对YBa $_2$ Cu $_3$ O $_7$中340 cm $^{-1}$声子的q依赖线宽展宽也有贡献.
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。
Parametrically amplified Josephson plasma waves in YBa_2Cu_3O_(6+x): evidence for local superconducting fluctuations up to the pseudogap temperature $T^*$
Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所);Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter(马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所);ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院);MIT(麻省理工学院)
研究通过强太赫兹脉冲作用于欠掺杂YBa₂Cu₃O₆₊x并在Tc和伪间隙尺度T*之间温度下,发现类似超导态的反射率边缘和探针脉冲的二次谐波产生,提出通过参数放大低约瑟夫森等离子体模式解释,但本文提出另一种解释,假设在Tc < T < T*时存在局部配对幅度和相位,从而解释反射率数据。