原子尺度不均匀性在超导 cuprate 中的 NMR 证据

1990 年，Millis、Monien 和 Pines (MMP) 模型以及其在 1996 年改进版——Zha、Barzykin 和 Pines (ZBP) 模型，成为解释 cuprate NMR 的合理模型。这两个模型假设电子只有一种成分，具备平移对称性，并且电子同时具有局域反亚各向异性 (AF) 自旋和离域 Cu $d_{x^2-y^2}$ 能带状态的特征。1990 年代和 2000 年代初，NMR 实验常被拟合到这些模型，直到 NMR 实验发展进一步后才失败。看起来，cuprate 理论家已经放弃解释 NMR，NMR 数据也被遗忘了。本文假设电子具有两种成分，其中电子分布在两种区域：一种金属化区域，具有离域能带状态；另一种反亚各向异性区域，具有局域自旋。这一模型打破了平移对称性。我们展示，正常态下 YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-\delta}$ 中平面 Cu、O 和 Y 原子的自旋松弛以及其骨架位移，都可由这种两种成分模型解释。超导态下 Cu 自旋松弛率各向异性的温度依赖性也被定性地解释了。