铜基高温超导体中准粒子质量与 $T_c$ 的反关联

在有序与无序电子相之间的零温转变附近，量子涨落可导致电子质量的强烈增强以及诸如超导性等竞争相的出现。这种量子相变的存在与超导性之间的关联在一些重费米子和铁基超导体中已相当确立，并且有人提出铜氧化物材料（铜基）中的高温超导也可能由相同机制驱动。在最佳掺杂附近，铜基材料中超导转变温度 $T_c$ 达到最大，已知有两种不同相与超导竞争：一个了解甚少的赝能隙相和一个电荷有序相。最近的实验显示了铜基 YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-\delta}$ 中准粒子质量 $m^*$ 在接近最佳掺杂时的强烈增加，表明电荷有序相的量子涨落可能是高-$T_c$ 超导的成因。我们通过在水静压力对化学计量化合物 YBa$_2$Cu$_4$O$_8$ 进行量子振荡研究，检验了 $m^*$ 与 $T_c$ 之间此关联的鲁棒性。与 YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-\delta}$ 的结果相反，我们发现 YBa$_2$Cu$_4$O$_8$ 中质量随压力下 $T_c$ 升高而降低。这种 $m^*$ 与 $T_c$ 之间的反关联表明电荷序的量子涨落增强 $m^*$ 却不增强 $T_c$。