铜氧化物超导体中的磁标度

我们根据各种 NMR 实验确定了 YBa$_2$Cu$_3$O$_{6+x}$ 和 La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$ 系统的磁相图。我们讨论了这些系统中 NMR 和中子散射实验的可能解释，既基于近局域自旋的非线性 σ 模型，也基于磁耦合准粒子的近反铁磁费米液体描述。我们表明，对于 2:1:4 和 1:2:3 系统，体性质（如自旋磁化率）和反铁磁波矢 $(\pi, \pi)$ 处的探针（如 $^{63}T_1$，即 $^{63}Cu$ 自旋弛豫时间）都显示出在温度 $T_{cr}$ 处的交叉，该温度随空穴浓度降低而线性增加，从非普适区域过渡到以自旋赝能隙行为为特征的 $z=1$ 标度区域。我们探讨了 $T_{cr}$ 对应于反铁磁关联长度 $\xi$ 固定值的假设的推论，并展示了这如何使我们能够仅从 $T_1$ 的测量中提取 $\xi$ 的大小和温度依赖性。我们表明，与 $T_{cr}$ 类似，标志着低温下从 $z=1$ 标度区域到量子无序区域交叉的温度 $T_*$，在 2:1:4 和 1:2:3 系统中表现出相同的掺杂依赖性，从而得出了对铜氧化物中磁行为的统一描述，其中决定因素是平面空穴浓度。我们将 YBa$_2$Cu$_3$O$_7$ 的定量结果应用于 Fong 等人最近的中子散射实验，并表明他们测量的接近 $40 meV$ 的自旋激发对应于自旋能隙激发，该激发在正常态是过阻尼的，但在超导态变得可见。