铜氧化物超导体中跨越磁性相变的电荷序拓扑演化
强关联电子
2019-05-28 v2
摘要
电荷序现在被认为是铜氧化物高温超导体的一个组成部分，它与相图中的其他不稳定性（包括反铁磁性和超导电性）密切相关。不同于由嵌套效应诱导的类似Peierls的密度波，CuO2平面内的电荷关联被预测会表现出丰富的动量空间拓扑，这取决于系统详细的费米学。然而，迄今为止仅在高对称Cu-O键方向上观察到电荷序。本文利用共振软X射线散射，我们研究了Ln2CuO4（Ln=Nd, Pr）中电荷关联的完整动量空间拓扑随本征电子掺杂的演化。我们报告称，在对母体Mott绝缘体进行电子掺杂时，电荷关联首先以一种迄今未被观察到的形式出现，在动量空间中具有完全的（Cinf）旋转对称性。在更高的掺杂水平下，电荷关联的方向被锐利地锁定在Cu-O键高对称方向上，恢复了具有更长关联长度的更常规的双向电荷序。通过电荷磁化率计算，我们紧密重现了跨越反铁磁量子相变的电荷关联拓扑的剧烈演化，突出了电子掺杂铜氧化物中自旋与电荷自由度之间的相互作用。最后，利用电荷关联与底层费米学之间已建立的联系，我们提出了修正后的Ln2CuO4相图，其中超导区域延伸至Mott极限。
引用
@article{arxiv.1901.06406,
title = {Evolution of charge order topology across a magnetic phase transition in cuprate superconductors},
author = {Mingu Kang and Jonathan Pelliciari and Alex Frano and Nicholas Breznay and Enrico Schierle and Eugen Weschke and Ronny Sutarto and Feizhou He and Padraic Shafer and Elke Arenholz and Mo Chen and Keto Zhang and Alejandro Ruiz and Zeyu Hao and Sylvia Lewin and James Analytis and Yoshiharu Krockenberger and Hideki Yamamoto and Tanmoy Das and R. Comin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.06406},
year = {2019}
}
备注
Submitted to Nature Physics on April 20th, 2018. A revised version will appear in Nature Physics at 10.1038/s41567-018-0401-8