High temperature superconductivity due to the long-range electron-phonon interaction, application to isotope effects, thermomagnetic transport and nanoscale heterogeneity in cuprates
在过去的十年里,在大量的实验中,铜氧化物和其他高温超导体中强的电子-声子相互作用得到了支持。本文简要介绍了高温超导的Froehlich-Coulomb多极子模型,该模型包含了强的在位排斥关联以及长程库仑和电子-声子(e-ph)相互作用。我们将BCS理论推广到具有长程\emph{unscreened}电子-声子相互作用的强耦合区域,可以自然地解释铜氧化物中的同位素效应、非常规热磁输运和棋盘式隧道态密度调制。
2005-03-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy on Electronic Structure and Electron-Phonon Coupling in Cuprate Superconductors
本文综述了角分辨光电子能谱(ARPES)在铜氧化物超导体研究中的最新成果,特别是对电子-声子相互作用的研究。已经出现的是关于反常电子-声子相互作用的丰富信息,远远超出了该学科的传统观点。它表现出强烈的掺杂,动量和声子的对称性依赖,并表现出复杂的相互作用与强的电子-电子相互作用在这些材料。
2006-04-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Giant Phonon Anomaly associated with Superconducting Fluctuations in the Pseudogap Phase of Cuprates
欠掺杂铜氧化物中赝能隙的打开破坏了费米面,这可能导致d波序参量分裂成两个子带振幅和一个低能量的Leggett模,这是由于它们之间的相位起伏造成的。这导致超导波动的温度范围与过阻尼Leggett模式的大幅增加。子带间声子几乎共振散射到具有一对Leggett模的状态会导致非常强的阻尼。在有序态中,Leggett模产生有限的能量,抑制了异常声子阻尼,但导致声子色散异常。
2015-06-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Role of electron-phonon interaction in the strongly correlated cuprates superconductors
利用高分辨率角分辨光电子能谱数据,结合中子和其他探针的数据,我们表明铜氧化物超导体中电子-声子(el-ph)耦合很强,并且在配对中发挥着重要作用。除了强电子相关性,声子的加入提供了一个理论框架,解释了许多不能单独用强相关电子模型理解的重要现象。特别是解释材料之间的差异是必不可少的。波数在(0,qx)和(qx,0)轴附近的声子产生d波配对,而波数在(pi,pi)轴附近的声子则是对破缺。因此,氧运动的半呼吸模式有助于d波超导。
2001-08-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Incommensurate phonon anomaly and the nature of charge density waves in cuprates
虽然电荷密度波(CDW)的不稳定性是普遍存在的超导铜酸盐,不同的有序波矢量在不同的铜酸盐家庭阻碍了统一的描述CDW的形成机制。本文研究了正则CDW有序铜氧化物La $_{1.875}$ Ba $_{0.125}$ CuO $_{4}$中低能声子的温度依赖性。我们发现与CDW关联相关的声子软化波矢在高温前体相中变得依赖于温度,并且从0.238倒易空间单位(r.l.u.)低于有序化转变温度达0.3~r.l.u.在300~K.这种高温行为表明,“214”型铜酸盐可以在与先前报道的非“214”型铜酸盐(如YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{6+δ}$)中的CDW相关性相似的波矢处主持CDW相关性。这表明,铜酸盐CDW可能产生于相同的潜在的不稳定性,尽管它们显然不同的低温有序波矢量。
2017-12-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Breakdown of the Wiedemann-Franz law in strongly-coupled electron-phonon system, application to the cuprates
考虑到超导铜氧化物,一组么正变换被用来解耦强耦合极限下的电子和声子。当声子几乎保持未重整化时,电子被转变成iterent单重态和三重态双极化子和热激发极化子。三重态/单重态交换能和双极化子的结合能被认为分别解释了铜酸盐中的自旋和电荷赝能隙。我们计算了系统的Hall Lorenz数,表明由于极化子和双极化子对热流的贡献的干扰,Wiedemann-Franz定律被打破。该模型提供了一个定量的铜酸盐的磁输运数据。此外,我们能够提取声子成分的热导率与使用的实验数据和模型。我们的结果进一步验证了使用带电玻色气体模型来描述非常规超导体的正常和超导性质。
2003-01-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Renormalization Group Study of the Electron-phonon Interaction in the High Tc Cuprates
本文推广了数值重整化群方案,研究了高Tc铜氧化物中声子介导的延迟相互作用。我们发现,三套声子介导的滞后准粒子散射下RG流的增长。这些散射具有以下共同特征:1)初始和最终准粒子动量都在波腹区域,2)散射振幅具有$x^2-y^2$对称性。所有三组延迟的相互作用被驱动到强耦合的磁涨落周围$(π,π)$。当这些相互作用变强后,将触发具有d波对称性的密度波序。然而,由于d波形状因子,它们将使节状准粒子不受影响。我们的结论是,在铜氧化物的电子-声子耦合的主要作用是促进这些密度波的订单。
2005-09-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phonon dispersion in 1-layer cuprate HgBa2CuO4+d
我们利用非弹性X射线散射(IXS)研究了$\mathrm{HgBa_2CuO_{4+δ}}$中的低能声模和光模。将实验得到的声子色散和动力学结构因子与原子壳模型进行了比较,并对得到的原子势集进行了讨论。我们的结果也进行了比较与拉曼光谱和非弹性中子散射测量的状态密度的数据。
2003-11-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Metallic stripes and the universality of the anomalous half-breathing phonon in high-Tc cuprates
我们表明,在铜氧化物超导体的高频LO-声子谱的强烈异常,可以在原则上解释与自组织的一维金属条纹的增强的电子极化率。与目前横向条纹波动的解释相反,异常应该发生在平行于条纹的动量处。掺杂依赖的异常是自然的解释,我们预测的声子线宽和横向动量的异常的蔓延随着温度的升高而降低,而高分辨率的测量应该揭示一个特征子结构的异常。
2007-04-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Photoemission kinks and phonons in cuprates
高Tc超导的可能机制之一是玻色子的帮助下的库珀配对,这改变了光电子能谱所观察到的电子色散的斜率。Giustino等人计算发现,在高温超导体La 1.85 Sr 0.15 CuO 4中,晶格振动(声子)对光电发射光谱的影响可以忽略不计,并得出结论,声子不起重要作用。我们表明,Giustino等人的计算未能再现实验中观察到的重要声子的电子-声子耦合的巨大影响。因此,人们会期望这些计算同样无法解释电子-声子耦合对电子色散的作用。
2008-09-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bosonic Spectral Function in HTSC Cuprates: Part I - Experimental Evidence for Strong Electron-Phonon Interaction
在第一部分中,我们讨论了在高温超导(HTSC)铜氧化物接近最佳掺杂时,与玻色子谱函数α^{2}F的结构和起源有关的实验证据的积累。结合光学、中子散射、ARPES和隧道效应测量,提取了α^{2}F的一些全局性质,如峰的数目和位置。这些方法给出了在最佳掺杂附近铜酸盐中强电子-声子相互作用(EPI)的令人信服的证据,其中1<λ \lesssim 3。在这里,我们澄清了这些结果是如何有利于Eliashberg理论的HTSC铜酸盐附近的最佳doping.We认为,EPI在HTSC的一些以前的研究中的忽视是基于一些欺骗性的偏见有关的EPI的强度,对一些物理的误解和误导性的解释实验结果。
2008-10-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phonon origin of high Tc in Superconducting cuprates
本文用Eliashberg理论研究了有限区宽的电子-声子(EP)系统的特殊性质,包括非恒定电子态密度、电子-空穴不等价性、化学势与掺杂和频率的重整化以及顶点函数中的电子关联.考虑了声子对铜氧化物结反常电子格林函数的贡献。考虑了电子区整个宽度上的配对,而不仅仅是费米面上的配对。结果表明,新导出的有限区宽EP系统Eliashberg方程中的有限区宽现象以及费米面上方态密度的突然下降是导致高温超导现象出现的关键因素。结果表明,附近的空穴掺杂的铜氧化物的高值的最佳掺杂再现与EP相互作用常数从隧道实验获得。
2012-12-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Theoretical Study of Doping Evolution of Phonons in High-Temperature Cuprate Superconductors
本文通过微扰方法研究高温铜氧化物超导体中电荷密度波和超导对声子软化的影响,探讨空穴掺杂引起的费米面变化如何改变声子软化行为,并与实验对比以揭示电子有序态本质。
2024-02-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional pairs glued by conventional phonons in cuprate superconductors
几乎毫无疑问,t-J(或哈伯德)模型中的超交换,而不是声子,是铜氧化物超导体非常规(“d波”)配对对称性的原因。然而,许多先进的数值研究没有发现超导性的哈伯德模型。另一方面,强电子-声子相互作用(EPI)的令人信服的实验证据目前已经到来。在这里,我简要回顾了一些声子介导的非常规配对机制。特别地,声速的各向异性使得声子介导的电子吸引力在空间中是非局部的,从而在具有弱EPI的常规BCS理论的框架中提供具有非零轨道动量的非常规库珀对。在相反的限制强EPI旋转对称性破缺出现作为一个非常规双极化子之间的库仑排斥减少的结果。利用变分蒙特卡罗方法,我们发现在掺杂的Mott-Hubbard绝缘体或强关联金属中,相对较弱的有限程EPI也能诱导d波BCS态。这些结果告诉我们,不良屏蔽EPI与传统的声子是负责在铜氧化物超导体的非常规配对。
2008-08-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Isotope effect and bond-stretching phonon anomaly in high-Tc cuprates
我们分析了一个模型,其中的键伸缩LO声子模式的异常所造成的耦合到电子的动态响应的阻尼振荡器的形式,并探讨重建后者的光谱从声子测量的可能性。初步估计指出它的位置在中红外区域,我们展示了如何所需的额外信息可以从氧同位素效应的声子谱中提取。该模型预测了一个显着的可测量的偏离同位素效应的“标准值”,即使声子频率远低于电子光谱,后者提供了强烈的不相干。在这一制度,这对应于“中红外场景”,声子线宽成为一个敏感的同位素效应和信息探针。
2009-08-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Through a Lattice Darkly -- Shedding Light on Electron-Phonon Coupling in the High T$_c$ Cuprates
电子-声子耦合在传统BCS超导中扮演着核心角色,但在高温超导铜氧化物的相图中却扮演着更为微妙的角色。铜氧化物的复杂性增加,可能有许多竞争相,包括电荷,自旋,轨道和晶格有序,使得梳理出任何独特的现象具有挑战性。在这篇综述中,我们提出了我们的工作,利用角分辨光电子能谱(ARPES),探讨的作用,晶格及其对价带电子结构的铜酸盐。我们提供了一个介绍的ARPES技术和它的独特能力,探测玻色子重整化(或“扭结”)的影响,近E $_F$能带结构。我们的调查开始与无处不在的节点铜酸盐扭结导致的方式同位素取代已经摆脱了一个关键的新视角的作用和强度的电子-声子耦合的建立。我们继续与最近发表的工作之间的连接声子色散与非弹性X-射线散射(IXS)和扭折的位置观察到的ARPES节点附近。最后,我们提出了最近和正在进行的ARPES工作,研究如何通过化学压力诱导应变提供了一个潜在的有前途的途径,了解更广泛的作用,晶格的超导相和更大的铜酸盐相图。
2010-05-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron-phonon interaction in the strongly correlated systems and its implications on the high Tc cuprates
本文研究了强关联下的电子-声子相互作用理论。由于自旋-电荷分离,强相互作用系统中的电子-声子相互作用与弱相互作用系统中的电子-声子相互作用有着本质的不同。自旋子和空穴都携带电荷,并耦合到电磁场,从而耦合到声子。本文提出了一种计算自旋子和空穴动力学电荷的系统方法,并讨论了该模型对高温超导体的意义。它表明,不寻常的氧同位素效应在高Tc材料可以很容易地理解在这个框架内。
2011-10-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thermal Hall conductivity of electron-doped cuprates: Electrons and phonons
Université de Sherbrooke(舍布鲁克大学);Univ. Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);Univ. Toulouse(图卢兹大学);INSA-T(图卢兹国立应用科学学院);École Polytechnique(巴黎综合理工学院);Institut Polytechnique de Paris(巴黎理工学院);Stanford University(斯坦福大学);SLAC National Accelerator Laboratory(斯坦福线性加速器中心)
研究发现电子掺杂铜氧化物中声子和电子对热霍尔电导率的贡献大小相近但符号相反,表明反铁磁相关性可能在产生声子热霍尔效应中起作用。
2025-10-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong correlation, electron-phonon interaction and critical fluctuations: Isotope effect, pseudogap formation, and phase diagram of the cuprates
在具有长程库仑力的Hubbard-Holstein模型中,我们重新审视了超导铜酸盐的电荷有序情形,并解释了不同类别的铜酸盐中是否存在所形成的条纹相。我们还评估了平均场和波动校正的临界线的电荷排序,我们将它们与发生在铜酸盐的各种pseudogap交叉线,我们讨论了其特有的同位素依赖性的机制。考虑到电荷有序过渡的动力学性质,我们解释了T* 的传播及其同位素位移,获得不同的特征时间尺度的实验探针。
2001-09-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Light induced enhancement of superconductivity via melting of competing bond-density wave order in underdoped cuprates
我们发展了一个理论,在欠掺杂铜氧化物的光诱导超导性,其中竞争的键密度波的顺序被抑制的驱动声子与光。接近一个键密度波不稳定性在一个系统中具有一个小的费米表面,如一个分馏费米液体,我们表明,电子声子的耦合强烈增强键密度波排序波矢量,导致强烈软化的声子在这些波矢量。对于具有非简谐耦合的经典声子模型,我们证明了强软化和驱动的结合可以导致大的声子振荡。当耦合到描述键密度波序和超导性之间的竞争的唯象模型时,这些声子振荡熔化键密度波序,从而增强配对相关性。
2016-05-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thermal Hall conductivity of electron-doped cuprates
对空穴掺杂铜氧化物的霍尔热导率的测量表明,声子在磁场中获得手征性,无论是在赝能隙相还是在莫特绝缘体态。其微观机制尚不清楚。一些理论的建议正在考虑,包括斜散射的声子的各种缺陷,耦合的声子自旋,和一个状态的回路电流秩序与适当的对称性,但更多的实验信息是需要约束的理论方案。在这里,我们介绍了我们对电子掺杂铜氧化物Nd $_{2-x}$ Ce $_x$ CuO $_4$和Pr $_{2-x}$ Ce $_x$ CuO $_4$中霍尔热导率$κ_{\rm {xy}}$的研究,对于整个相图的掺杂,从绝缘反铁磁相中的$x$ = 0,直到$x$ = 0.17,在高于最佳掺杂的金属相中。我们观察到一个大的负霍尔热导率在所有的掺杂,在这两种材料。由于垂直于CuO $_2$平面的热传导由声子主导,因此我们在电子掺杂的铜氧化物中观察到的该方向热流的大的霍尔热导率也必须归因于声子,如在空穴掺杂的铜氧化物中。与垂直于CuO $_2$平面的热流测量证实,声子是负责这个热霍尔信号,在空穴掺杂的铜酸盐。然而,在电子掺杂的铜氧化物中,手性程度(以$|κ_{\rm {xy}}$/$κ_{\rm {xx}} |$的比率测量,其中$κ_{\rm {xx}}$是纵向热导率)大得多。我们讨论了各种因素,可能涉及的机制,赋予手征铜酸盐中的声子,包括短程自旋相关。
2022-03-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Angle-resolved photoemission spectroscopy of electron-doped cuprate superconductors: Isotropic electron-phonon coupling
我们对电子掺杂的铜酸盐超导体Sm_(2-x)CexCuO_4(x=0.10,0.15,0.18),Nd_(2-x)CexCuO_4(x=0.15)和Eu_(2-x)CexCuO_4(x=0.15)进行了高分辨角分辨光电子能谱(ARPES)研究。由于电子-玻色子模耦合,电子去除自能的虚部呈现阶梯状特征。的阶梯状功能被视为沿节点和反节点的方向,但在50和70毫电子伏的能量,分别独立的掺杂和稀土元素。这样的能量尺度可以理解为是由于半呼吸和全呼吸模式声子的优先耦合,揭示了扭结结构的声子起源。从自能估计的电子-声子耦合常数λ与掺杂和动量大致无关。的各向同性性质的λ进行了讨论,在比较与空穴掺杂的情况下,存在一个强的各向异性。
2008-08-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bosonic Spectral Function and The Electron-Phonon Interaction in HTSC Cuprates
在第一部分中,我们将讨论积累相关的实验证据的结构和起源的玻色子光谱功能在高温超导(HTSC)铜酸盐在和接近最佳掺杂。结合光学、中子散射、ARPES和隧道测量,提取了谱函数的一些全局性质,如峰的数目和位置。这些方法给出了强的电子-声子相互作用(EPI)的耦合常数在1-3之间的铜酸盐接近最佳掺杂的令人信服的证据。在这里,我们澄清这些结果是如何有利于Eliashberg理论的高温超导铜酸盐接近最佳掺杂。在第二部分中,我们讨论了一些理论成分-如强EPI,强相关性-这是必要的,以解释相关的实验结果的机制,d-波配对在最佳掺杂的铜酸盐。这些包括Migdal-Eliashberg理论EPI在强相关系统中产生的前向散射峰。后者进一步支持弱屏蔽Madelung相互作用的层状铜酸盐的离子-金属结构。在这种方法中,EPI负责配对的强度,而剩余的库仑相互作用(通过包括自旋波动)触发d波配对。
2010-01-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On possible reconciliation of anomalous isotope effect and non-phononic pairing mechanism in high-Tc cuprates
在高Tc铜酸盐超导是非常规的,有越来越多的接受,在这些强相关的电子材料中的载流子配对介导的电子起源,而不是声子的玻色子。尽管如此,一个显着的同位素指数(IE)(在某些情况下,远远大于0.5,典型的BCS值)的实验观察。这导致了声子在一定程度上也参与其中的假设。铜酸盐中的IE的大小强烈地依赖于CuO 2平面中的掺杂空穴的数量p,因此,可以表明声子在Tc-p相图的不同区域作为介导玻色子发挥不同的定量作用。基于最近的实验费米表面重建从热电传输测量(自然通讯。2:432 doi:10.1038/ncomms 1440(2011))和YBa 2Cu 3 O 7-delta中的磁场诱导电荷顺序(Nature 477,191(2011)),我们提出了一个非常简单的方案,其中同位素取代通过与晶格的耦合影响条带状态,从而改变超导Tc。在这幅图中,在扩展的p范围内,所观察到的IE的重要部分源自同位素诱导的条纹调制,并且与BCS框架中的情况一样,与配对声子的特征能量尺度不直接相关。这个简单的建议定性地解释了所有的p依赖异常功能的IE实验观察到的空穴掺杂的高Tc铜氧化物。
2012-06-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bose-Einstein condensation of strongly correlated electrons and phonons in cuprate superconductors
在高温超导体中,由于屏蔽作用的不足,长程Froehlich电子-声子相互作用被认为是最重要的配对机制,这一点已被光学、同位素替代、最近的光电子能谱和其他一些测量所证实。我认为,在铜氧化物超导体的低能物理是超轻的小双极化子,这是实空间的空穴对掺杂的电荷转移莫特绝缘体的声子打扮。它们是低温下存在于Bloch态的巡游准粒子,这一点也被充分考虑实际库仑相互作用和长程Froehlich相互作用的连续时间量子Monte-Carlo算法(CTQMC)所证实.在这里,我建议的参数免费评估Tc,不寻常的上临界场,正常状态能斯特效应,抗磁性,霍尔-洛伦兹数和巨大的邻近效应强烈支持三维(3D)玻色-爱因斯坦凝聚的移动小双极化子与零非对角序参量以上的电阻临界温度Tc与铜酸盐的相位波动的情况。
2006-11-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spectral function of a Luttinger liquid coupled to phonons and angle-resolved photoemission measurements in the cuprate superconductors
本文计算了耦合到光学声子带的一维Luttinger液体的有限温度单粒子谱函数。计算是完全的情况下,其中电子-声子耦合是纯粹的前向散射。我们扩展的结果,包括后向散射与重整化群治疗。色散包含声子能量处的速度变化,定性上类似于费米液体中的电子-声子耦合的情况。如果电子-声子相互作用的后向散射部分与前向散射部分相比不太强,则与声子的耦合也会在低能量下的谱函数中产生明显的峰值。计算出的光谱函数与高温超导体的角分辨光电子能谱非常相似,包括“节状准粒子”的明显存在,色散中“扭结”的存在,以及非费米液体的频率和温度依赖性。虽然微观的理由还没有建立治疗的准一维的铜氧化物的电子动力学,至少我们采取的比较的质量作为证据的非费米液体特性的测量光谱。
2005-01-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Influence of correlations on transitive electron-phonon couplings in cuprate superconductors
本文研究了高T_c超导体CuO_2面的一个模型,其中载流子与氧原子的A_{1g}和B_{1g}对称面外振动在局域Hubbard关联下耦合。耦合是通过调制的跳跃积分实现的,我们计算的顶点和配对散射函数的重正化的基础上的时间依赖的Gutziller近似。与局域电子-声子耦合相反,我们发现传递耦合甚至可以通过某些动量和振动对称性的相关性来增强。虽然这种效果可能是重要的某些属性,我们发现,对于超导性,电子-电子相关性仍然普遍导致抑制的配对相关性。我们的研究结果允许从弱的电子-电子相互作用到莫特制度的电子-声子诱导对散射的相关效应的估计。对于与铜氧化物超导体相关的现场排斥,我们的计算揭示了B_{1g}声子对d波超导性的重要贡献。
2011-03-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Localization corrections and small-q phonon-mediated unconventional superconductivity in the cuprates
考虑电子-杂质自能的第一局域化修正,研究了非磁性杂质对小q电子-声子散射介导的非常规超导电性的影响。我们发现,当范霍夫奇点接近费米能级,使电子系统的各向异性的高$T_c$氧化物,d波和s波状态是敏感的非磁性杂质和超过一个临界杂质浓度SC消失在{ \it两个间隙对称通道}。杂质掺杂可以诱导从d-波到s-波SC的一阶跃迁,但是由于在这种情况下的局部化校正的固有各向异性特性,没有报道杂质效应的饱和。
2001-10-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron-phonon coupling revealed by charge density fluctuations in cuprate superconductors
Politecnico di Milano(米兰理工大学);European XFEL(欧洲X射线自由电子激光装置);ESRF, The European Synchrotron(欧洲同步辐射光源);Chalmers University of Technology(查尔姆斯理工大学);Università di Roma “La Sapienza”(罗马第一大学)
研究揭示铜酸盐超导体中动态电荷密度波动主导声子重整化,并建立电子-声子耦合强度与超导穹顶的直接关联。
2026-02-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Origin and roles of a strong electron-phonon interaction in cuprate oxide superconductors
强的电子-声子相互作用是由声子对超交换相互作用的调制引起的。如在Phys.Rev.B70,184514(2004)中所研究的,Cu-O键伸缩模式可以在(pm pi/a,0)和(0,pm pi/a)附近是软的,其中a是CuO_2平面的晶格常数。在SDW的临界区域,反铁磁自旋涨落在费米面的嵌套波数Q附近发展,伸缩模在2 Q附近也可以是软的。在所谓的条纹态和棋盘态中观察到的态密度的2 Q分量的几乎对称的能量依赖性不能用2 Q模完全软化后的2 Q CDW来解释,但它们可以用SDW的二次谐波效应来解释。强的电子-声子相互作用对超导电性的发生没有或只有很小的作用。
2006-07-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Planar thermal Hall effect from phonons in cuprates
本文通过测量三种铜氧化物材料,发现声子主导的体系中存在可观的平面热霍尔效应,而电子贡献为零,提示需重新审视绝缘体中声子热霍尔效应的产生机制。
2023-11-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unique Charge-density-wave Order and Fluctuation-induced Phonon Softening in the Optimally-doped Trilayer Cuprate Bi$_2$Sr$_2$Ca$_2$Cu$_3$O$_{10+δ}$
University of Hyogo(兵库大学);National Institutes for Quantum Science and Technology (QST)(量子科学技术研究开发机构);National Synchrotron Radiation Research Center(国家同步辐射研究中心);Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials (IMRAM), Tohoku University(东北大学先进物质多学科研究所);University of Tokyo(东京大学);National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(产业技术综合研究所)
针对最优掺杂三层铜酸盐Bi2223中电荷密度波(CDW)序行为不明的问题,利用共振非弹性X射线散射测量,发现其存在跨三层的相干CDW序,且CDW涨落与声子耦合诱导声子软化,为理解该体系CDW特性提供了关键实验依据。
2026-10-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Detection of a two-phonon mode in a cuprate superconductor via polarimetric RIXS
本研究利用超高分辨率偏振RIXS在铜基超导体Bi-2212中探测到140meV的双声子激发信号,并通过联合态密度玩具模型揭示了其与键拉伸单声子模式的联系。
2023-09-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Possible isotope effect on the resonance peak formation in high-T$_c$ cuprates
从三带$p-d$ Hubbard哈密顿量出发,导出了一个包含准粒子与光学声子的电子-声子相互作用的有效$t-J$模型.在有效哈密顿量范围内,我们分析了电子关联和电子-声子相互作用对层状铜氧化物中动态自旋极化率的影响。我们发现一个巨大的同位素效应的共振峰的磁自旋磁化率,${Im}χ({\bf q},ω)$,看到非弹性中子散射。它是在无规相位近似(RPA)的基础上考虑了电子-声子耦合和电子关联效应的结果。我们发现在最佳掺杂的同位素系数$α_{res} \approx 0.35$,可以进一步测试实验。
2004-03-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge-Density-Wave State in Extremely Overdoped Cuprates Driven by Phonons
本文通过DQMC模拟揭示极度过掺杂LSCO中$(π/3,0)$电荷密度波源于剩余关联与电子-声子耦合,并表明非局域声子耦合在非常规相形成中起关键作用。
2024-10-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Low-temperature phonon thermal conductivity of cuprate single crystals
研究了样品尺寸和表面粗糙度对Nd $_2$ CuO $_4$单晶的声子热导率$κ_p$的影响,其热导率最低可达50 mK。在0.5 K下,$κ_p$与$\sqrt{A}$成比例,其中$A$是样品的横截面积。这表明,$κ_p$是占主导地位的边界散射低于0.5 K左右。然而,在低至50 mK时未观察到$κ_p$的预期$T^3$依赖性。在粗糙化的表面,恢复的$T^3$的依赖性,显示偏离$T^3$是由于声子的镜面反射离开镜样样品表面。我们提出了一个经验幂律拟合,$κ_p \sim T^α$(其中$α< 3$)在铜酸盐单晶。使用这种方法,我们表明,最近的热导率研究的Zn掺杂在YBa $_2$铜$_3$ O $_y$重申普遍的d波准粒子在$T \to 0$的热导率。
2007-09-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase separation of electrons strongly coupled with phonons in cuprates and manganites
最新的先进蒙特卡罗模拟没有发现具有电子-电子排斥关联的哈伯德模型中的超导性和相分离。我们认为,微观相分离的铜酸盐超导体和巨磁阻(CMR)锰氧化物起源于一个强大的电子-声子相互作用(EPI)结合不可避免的混乱。吸引电子的相关性,由几乎未延迟的EPI引起,足以克服这些电荷转移Mott-Hubbard绝缘体中的直接的位点间库仑排斥,因此低能物理是小极化子和小双极化子(声子修饰的实空间电子(空穴)对)。他们形成集群本地化的无序流动性边缘以下,但传播的流动性边缘以上的布洛赫状态。我确定的Froehlich有限范围EPI与光学声子作为最重要的配对和相分离的超导层状铜酸盐。在顺磁相(电流载流子密度崩塌(CCDC))中,氧空穴配对成重双极化子也解释了掺杂锰氧化物的CMR,这是由于双极化子在铁磁相中的磁分裂。在这里,我简要地提出了一个解释的高,低电阻相共存附近的铁磁转变的极化铁磁和双极化顺磁域由于掺杂锰氧化物中不可避免的混乱的混合物。
2008-10-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phonon anomalies due to stripe collective modes in high T_c cuprates
本文用条纹的概念对中子实验中在各种高$T_c$铜氧化物中观察到的声子异常进行了理论分析。声子自能修正是通过考虑条纹的电荷集体模式,引起色散间隙,或扭结和阴影声子模式在两倍的自旋条纹的波数进行评估。这些特征与观测结果完全吻合。声子的带隙分支被发现是同相和异相振荡相对于电荷集体模式。
2001-09-25 cond-mat.str-el
Observation of van der Waals phonons in the single-layer cuprate (Bi,Pb)$_2$(Sr,La)$_2$CuO$_{6+δ}$
本文利用高分辨率非弹性硬X射线散射在Bi2201铜氧化物中观测到沿Cu-O键方向的范德瓦尔斯声子,并结合密度泛函理论揭示其源于Bi-O层剪切运动,表明Bi基铜氧化物具有与二维材料类似的振动特性。
2021-06-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Role of Inelastic Tunneling through the Barrier in Scanning Tunneling Microscope Experiments on Cuprates
在铜氧化物超导体中的CuO 2层和扫描隧道显微镜尖端之间的隧道路径穿过由其他氧化物层制成的屏障。这打开了势垒中的非弹性过程对隧穿谱有贡献的可能性。这样的过程导致一个或可能多个峰的二阶导数电流-电压谱位移声子能量从与超导性相关的奇异态密度。计算的非弹性过程中产生的顶端O-声子表现出良好的定性协议与最近的实验报告李等人。[1]的文件。提出了进一步的测试来区分这些非弹性过程和耦合到平面声子。
2006-05-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interplay between electron-phonon and Coulomb interactions in cuprates
强的电子-声子耦合在高温铜酸盐的证据进行了审查,重点是电子和声子的光谱功能。由于库仑和电子-声子相互作用之间的相互作用的影响进行了研究。对于弱掺杂的铜氧化物,由于关联效应,声子自能强烈降低,而电子自能没有相应的强烈降低。极化子的形成进行了研究,重点是库仑相互作用和反铁磁关联的影响。有人认为,在未掺杂的铜酸盐极化子形成的实验迹象是由于这些系统的强电子-声子相互作用。
2007-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phonon-Mediated Long-Range Attractive Interaction in One-Dimensional Cuprates
建立一个最小的微观模型的铜酸盐是一个关键的一步,阐明高$T_c$机制。通过与最近在掺杂的一维铜酸盐链中的\emph{in situ}角分辨光电子能谱测量的定量比较,我们的模拟确定了标准哈伯德模型之外的远程电子-声子耦合的重要贡献。使用合理的耦合强度和声子能量的范围内,我们得到一个强大的吸引相邻的电子之间的相互作用,其强度与实验观察。非局部耦合在相邻相互作用的调解中起着重要的作用。考虑到一维和二维铜酸盐材料之间的结构和化学相似性,这种具有长程电子-声子耦合的极小模型将为铜酸盐高$T_C$超导性和相关量子相提供重要的新见解。
2021-11-21 cond-mat.str-el
Key Ingredients for Superconductivity in Cuprates
利用高分辨率角分辨光电子能谱数据,结合中子和其它探测器的数据,我们证明了铜氧化物超导体中的电子-声子(el-ph)耦合是很强的,它在配对中起着重要的作用。除了强电子相关性,声子的加入提供了一个理论框架,解释了许多不能单独用强相关电子模型理解的重要现象。特别是解释材料之间的差异是必不可少的。波数在(0,qx)和(qx,0)轴附近的声子产生d波配对,而波数在(pi,pi)轴附近的声子则是对破缺。因此,氧运动的半呼吸模式有助于d波超导。
2002-01-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phonon softening: "keyhole" into dynamic stripe-phase
分别计算了欠掺杂铜氧化物的静态和动态条纹相模型的声子自能随波矢的变化关系。条纹上空穴极化环的实部的负值导致在存在分离良好的条纹的情况下出现局部振动态,这与欠掺杂的铜酸盐有关。局域模在裸光学声子频率以下分裂,表现出强烈的“软化效应”。根据最近的中子测量结果,计算出的局域声子频率和传播声子频率之间的间隙实际上与掺杂无关。当考虑条纹弯曲时,声子软化的波矢依赖性与高温$_c$铜氧化物中非常浅的实验曲线很好地吻合。理论曲线和实验曲线的共中心暗示了条上孔的统计。
2005-07-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thermal Hall conductivity in the cuprate Mott insulators Nd$_2$CuO$_4$ and Sr$_2$CuO$_2$Cl$_2$
最近的研究表明,导致铜氧化物莫特绝缘体La $_2$ CuO $_4$的霍耳热导率出乎意料地大的热载流子是声子。然而,铜氧化物中声子在磁场中获得手征性的机制仍然是未知的。在这里,我们报告了两种具有显着不同晶体结构和磁序的铜氧化物莫特绝缘体(Nd $_2$ CuO $_4$和Sr $_2$ CuO $_2$ Cl $_2$)中类似的霍尔热导率,并表明可以排除两种潜在的机制--稀土杂质和结构域对声子的散射。我们的比较研究进一步揭示了正交性,顶端氧,氧八面体的倾斜和CuO $_2$平面外的自旋倾斜不是必要的手性机制。我们的研究结果指向一个手性机制来自耦合的声学声子的CuO $_2$平面的固有激发。
2020-07-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping dependence of density response and bond-stretching phonons in cuprates
本文解释了高温超导体La $_{2-δ}$ Sr $_δ$ CuO $_4$在掺杂范围$0<δ<0.35$内的带界$(π,0)$和$(π,π)$键伸缩声子的反常掺杂依赖性。我们的计算是基于掺杂Mott-Hubbard绝缘体的密度响应理论。
2005-01-11 cond-mat.str-el
Anisotropic electron-phonon interaction in the cuprates
我们探讨的电子-声子耦合的表现形式的电子光谱函数的两个声子模式的铜氧化物表现出较强的重整化与温度和掺杂。应用简单的对称性考虑和运动学约束,我们发现面外异相O屈曲模式(B_1g)涉及小的动量转移,并与腹点附近的电子态强耦合,而面内Cu-O呼吸模式涉及大的动量转移,并与节点电子态强耦合。带重正化效应被发现是最强的超导状态附近的反节点,在角度分辨光电子能谱(ARPES)的数据完全一致。
2004-08-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Persistent low-energy phonon broadening near the charge order $q$-vector in bilayer cuprate Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+δ}$
我们报道了在$q_{B} \sim 0.28$ r.l.u.附近持续的低能声子展宽。在高$T_c$铜酸盐Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$(Bi-2212)中沿Cu-O键方向。我们表明,这种加宽存在于传统的电荷密度波(CDW)相位内外,通过温度依赖性测量在欠掺杂和重掺杂样品。结合非弹性硬X射线散射,漫散射,角分辨光电子能谱,和共振软X射线散射在Cu $L_3$ -边缘,我们排除了CDW的存在下,在重度过掺杂的Bi-2212中观察到的欠掺杂系统。最后,我们讨论了这种各向异性的低能声子展宽的起源,以及它对欠掺杂区CDW相的潜在影响。
2018-04-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron-phonon interaction in n-doped cuprates: an Inelastic X-ray Scattering study
非弹性X射线散射(IXS)具有很高的能量分辨率(meV),已成为一个有价值的光谱工具,完善了建立良好的相干非弹性中子散射(INS)技术的声子色散研究。在晶体系统的研究中,IXS是INS的可行替代品,特别是在只有少量样品可用的情况下。利用IXS测量了Nd_{1.86} Ce_{0.14} CuO_{4+δ}在[x,0,0]和[x,x,0]面内方向上的声子色散。与未掺杂的母体化合物相比,由于掺杂的载流子引起的库仑屏蔽效应,两个最高的纵向光学(LO)声子分支向较低的能量移动。在q=(0.2,0,0)附近观察到最高分支的额外异常软化。这种反常的软化,类似于在其他化合物中观察到的,为电子掺杂的高温超导体中强的电子-声子耦合提供了证据。
2002-10-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping-dependence of the electron-phonon coupling in two families of bilayer superconducting cuprates
虽然电子-声子耦合(EPC)在传统超导体中对库珀配对至关重要,但它在高$T_c$超导铜氧化物中的作用仍有争议。利用共振非弹性X射线散射技术,研究了$_2$(Bi 2212)和$_{1+x}$(NBCO)在从重欠掺杂($p =0.07$)到过掺杂($p=0.21$)的不同掺杂水平下的EPC.我们分析的数据与本地化的Lang-Firsov模型,允许两个声子模式的相干激发。虽然电子带色散效应是不可忽略的,我们能够进行研究的EPC矩阵元素在这些铜酸盐家庭的相对值。在NBCO的情况下,激发能的选择使我们能够解开与CuO $_3$链和CuO $_2$平面相关的模式。结合来自两个家族的结果,我们发现EPC强度在$\mathbf{q_\parallel}=(-0.25, 0)$ r.l.u.下随着掺杂而降低,但是在较小的动量下具有作为掺杂的函数的非单调趋势。这一现象归因于载流子的屏蔽效应。我们还发现,声子的强度增强附近的电荷密度波(CDW)激发,而提取的EPC强度似乎是不太敏感,他们的接近。通过对两个铜酸盐家族进行比较研究,我们能够确定铜酸盐EPC的总体趋势,并为$d$波配对中这种相互作用的协同作用理论提供实验输入。
2021-11-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interplay between charge-lattice interaction and strong electron correlations in cuprates: phonon anomaly and spectral kinks
我们研究了铜氧化物中强电子关联和电荷-晶格相互作用之间的相互作用。用有限声子基精确对角化方法研究了t-t '-J模型中半呼吸键伸缩声子与掺杂空穴的耦合。非绝热电子-声子相互作用导致声子谱函数在$\vec{q}_s=\{(\pm π/ 2, 0), (0, \pm π/ 2) \}$的带边界的一半处分裂,并导致电子色散的低能扭结特征,与实验观察一致。另一个扭结由于强电子相关效应观察到在较高的能量,取决于电荷晶格耦合的强度。
2010-04-16 cond-mat.str-el
Phonons become chiral in the pseudogap phase of cuprates
铜酸盐的赝隙相的性质仍然是一个主要的谜。它的新的签名之一是一个大的负霍尔热导率$κ_{\rm xy}$,这似乎为掺杂$p$低于赝隙临界掺杂$p^*$,但其起源是未知的。因为即使在未掺杂的Mott绝缘体La $_2$ CuO $_4$中也观察到这种大的$κ_{\rm xy}$,所以它不能来自电荷载流子,这些电荷载流子位于$p = 0$处。在这里,我们表明,热霍尔电导率的La $_2$ CuO $_4$是大致各向同性的,几乎相同的热传输平行和垂直的CuO $_2$平面,即$κ_{\rm zy}(T) \approx κ_{\rm xy} (T)$。这表明霍尔响应必须来自声子,这些是唯一能够容易地垂直和平行于平面移动的热载体。在$p > p^*$中,在La $_{\rm 1.6-x}$ Nd $_{\rm 0.4}$ Sr $_x$ CuO $_4$和La $_{\rm 1.8-x}$ Eu $_{\rm 0.2}$ Sr $_x$ CuO $_4$与$p = 0.24$中,我们没有观察到c轴霍尔信号,即$κ_{\rm zy}(T) = 0$,表明声子在赝能隙相之外具有零霍尔响应。声子霍尔响应出现在$p^* = 0.23$的正下方,正如我们在La $_{1.6-x}$ Nd $_{\rm 0.4}$ Sr $_x$ CuO $_4$ with $p = 0.21$中发现的大$κ_{\rm…
2020-07-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of long-range hopping on Tc in a two-dimensional Hubbard-Holstein model of the cuprates
我们研究了长程跳跃效应对二维(2D)哈伯德模型的Tc与和没有Holstein声子使用参数评估从铜酸盐的能带结构计算。采用动力学集团近似(DCA)与量子蒙特卡罗(QMC)集团求解器的4位集团,我们观察到,没有声子,长程跳跃,t'和t“,一般抑制Tc。我们认为,这种趋势仍然适用于较大的集群。在Holstein声子的存在下,对于空穴掺杂系统,有限的t'增强了欠掺杂区域中的Tc,与局域密度近似(LDA)计算和实验一致。这是解释通过抑制反铁磁(AF)的相关性和极化效应和反铁磁性之间的相互作用。
2009-01-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Density response of cuprates and renormalization of breathing phonons
本文从$t-J$模型出发,在1/N表象下分析了铜氧化物的动力学密度涨落谱。得到的结果是一致的对角化的研究,并显示新的低能结构的能量尺度$J+δt$由于相关的运动的空穴在RVB自旋液体。低能响应意味着几个声子模式的反常重整化。本文讨论了La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$中最高呼吸声子的重整化.
2001-07-14 cond-mat.str-el