具有轨道杂化的掺杂铜酸盐超导体中的阻尼自旋激发

本文呈现了对轻微欠掺杂 La$_{2-x}$Sr$_{x}$CuO$_4$ (LSCO)（其中 $x=0.12$ 和 $0.145$）中过阻尼自旋激发的共振非弹性 X 射线散射 (RIXS) 研究。 investigated 了三个高对称方向：(1) 反节点方向 $(0,0)\rightarrow (1/2,0)$，(2) 节点方向 $(0,0)\rightarrow (1/4,1/4)$，以及 (3) 连接这两者的区边界方向 $(1/2,0)\rightarrow (1/4,1/4)$。过阻尼激发沿方向 (1) 和 (3) 表现出强烈的色散，而沿方向 (2) 的色散则温和得多。这与未掺杂化合物 La$_{2}$CuO$_4$ (LCO) 形成强烈对比，后者最强的色散出现在方向 (1) 和 (2)。用于解释 LCO 激发谱的 $t-t^{\prime}-t^{\prime\prime}-U$ Hubbard 模型预测——对于恒定的 $U/t$——沿方向 (3) 的色散与 $(t^{\prime}/t)^2$ 成比例。然而，使用单带模型在 LSCO 上提取的对角跳跃 $t^{\prime}$ 较低 ($t^{\prime}/t\sim-0.16$) 且随掺杂而减小。因此，我们引入了双轨道（$d_{x^2-y^2}$ 和 $d_{z^2}$）模型，这意味着 $t^{\prime}$ 得到增强。这一效应在 Hubbard 模型内增强了区边界色散。因此，我们得出结论，$d_{x^2-y^2}$ 和 $d_{z^2}$ 态的杂化对 LSCO 中的区边界色散有显著影响。