p 型掺杂铜氧化物中超导性的库仑振荡起源

利用超导性的库仑振荡模型，解释了铜氧化物家族中三种代表性化合物（阳离子掺杂的 Ca_2-xNa_xCuO2Cl2 和 La_2-xAe_xCuO4 (Ae = Ba, Sr)，以及富氧的 YBa2Cu3O_6+x）中超导性的出现、发展和终止。根据该模型，无电阻电流由 s 电子穿过相邻原子核的轴向库仑振荡承载——此处为来自 O^2- 离子的激发态 3s 电子穿过次近邻氧原子核——前提是其伴随的横向振荡受到足够约束以防止横向过冲。阳离子掺杂在夹持每个 CuO2 平面的层中产生了超晶格。在每单位晶胞拥有一个 CuO2 平面的 Ca_2-xNa_xCuO2Cl2 中，当横向受限的库仑振荡器开始沿 6 x 6 超晶格域（以平面晶格常数为单位）连接时，超导性出现；并在掺杂量 x = 1/8 超晶格完成时，于 4 x 4 域处达到峰值。随着进一步掺杂，一个新的偏移超晶格生长，其挫败效应逐渐降低超导性直至终止。同样的机制适用于每单位晶胞具有两个交错 CuO2 平面的 La_2-xAe_xCuO4。交错导致相邻层夹心之间的超导挫败或增强。这导致转变温度 Tc(x) 呈现双峰而非圆顶状，且在 Ae 分别为 Ba 或 Sr 时，在 x = 1/8 处出现深谷或凹陷。YBa2Cu3O_6+x 的富氧间接导致 CuO2 平面本身的有效掺杂 (Cu^2+ --> Cu^3+)。平面晶胞角处铜离子的电离决定了次近邻 O^2- 离子之间的横向振荡是过冲 (Tc = 0) 还是被限制在宽或窄的电子轨道上。它们的渗流连通性分别产生了 Tc = 57 K 和 Tc = 90 K 的平台以及中间的斜坡。