低能反铁磁自旋涨落限制铜氧化物中的相干超导能隙

受近期对 $x_c\sim 0.19$ 处潜在反铁磁量子临界点的关注推动，我们利用非弹性中子散射研究了包围 $x_c$ 的 La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$ 晶体中的低能自旋激发。我们观察到在 $x=0.21$ 与 0.17 时，正常态自旋涨落权重在 $\sim20$~meV 处均出现峰值，这与量子临界行为不一致。该峰的存在引出了一个问题：低能自旋涨落是否限制了超导序的出现。通过经验评估超导态中的自旋能隙 $\Delta_{\rm spin}$，我们发现 $\Delta_{\rm spin}$ 等于由电子能谱确定的相干超导能隙 $\Delta_c$。为检验这是否对其他铜氧化物家族具有普适性，我们查阅文献后发现，对于具有均匀 $d$-波超导的铜氧化物，有 $\Delta_c\le\Delta_{\rm spin}$。我们讨论了该结果的含义。