欠掺杂 La 基铜氧化物中的铁电性

在铜氧化物中掺杂母体反铁磁莫特绝缘体会导致短程电子关联，并最终产生高温超导电性。然而，轻掺杂铜氧化物中电荷关联的本质仍不清楚。理解相图中介于母体绝缘体与高温超导体之间的中间电子相，有望阐明超导穹顶内外，特别是欠掺杂区域的复杂性。铁电性正是这样一种相，其起源及其与高温超导体性质的关系是当前研究的课题。本文我们证明，铁电性及相关的磁电耦合实际上在 La-214 铜氧化物中普遍存在，即 La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$、La$_2$Li$_x$Cu$_{1-x}$O$_4$ 和 La$_2$CuO$_{4+x}$。我们提出，铁电性源于与掺杂原子和/或掺杂电荷载流子聚集相关的局域 CuO$_6$ 八面体畸变，这些畸变在局域尺度上打破了空间反演对称性，而磁电耦合则可通过 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用进行调控。