欠掺杂铜氧化物中单向与双向电荷密度波序的相互作用

我们分析了在欠掺杂铜氧化物中探测到的具有轴向动量 $(Q, 0)$ 和 $(0,Q)$（分别为 $\Delta_x$ 和 $\Delta_y$）的电荷密度波(CDW)序之间的相互作用。实空间中的CDW序可以是单向的（$\Delta_x$ 或 $\Delta_y$ 之一非零）或双向的（$\Delta_x$ 和 $\Delta_y$ 均非零）。为理解这两种序中哪一种发展，我们采用磁情景，其中CDW序由自旋涨落交换产生，并推导了关于 $\Delta_x$ 和 $\Delta_y$ 的六阶 Ginzburg-Landau 作用量。我们认为，在平均场层面上，CDW序在起始时是双向的，具有相等的 $\Delta_x$ 和 $\Delta_y$ 振幅，但在CDW相内部变为单向的。这意味着，在给定温度下，CDW序在较小掺杂下为单向，而在较大掺杂下变为双向。这与最近关于YBCO的x射线数据一致，该数据在较大掺杂下探测到双向序的趋势。我们讨论了较高温度下的离散对称性破缺对双向与单向CDW序之间相互作用的角色，并讨论了配对密度波(PDW)序的可能伴随CDW出现的作用。我们认为，与CDW具有相同动量的PDW通过完全用PDW替换 $\Delta_x$ 或 $\Delta_y$ CDW分量来改变双向电荷序的结构。然而，如果还存在“安培型”PDW序（其配对具有近似相同动量的费米子），则 $\Delta_x$ 和 $\Delta_y$ 在双向相中均保持非零，尽管振幅不等。这再次与x射线实验一致，后者在较大掺杂下在每个畴中发现了不等的 $\Delta_x$ 和 $\Delta_y$。