铜氧化物中有限掺杂的莫特特性与电荷不稳定性

欠掺杂铜氧化物朝向非均匀态的本征不稳定性是关联材料物理学的核心谜题之一。莫特物理对铜氧化物掺杂-温度相图的影响是一个备受理论与实验密切关注的重大问题。在此，我们研究了典型单层铋基铜氧化物在 O-2p$\rightarrow$Cu-3d 电荷转移（CT）过程能量尺度上的超快电子动力学。我们展示了 CT 激发从如同莫特绝缘体中的非相干定域态，到如同常规金属中的相干离域态的清晰演化。这种高能自由度的重组发生在临界掺杂 p$_{cr}\simeq$0.16 处，与温度无关，并且可以由动力学平均场理论计算很好地描述。我们认为低温电荷不稳定性的出现是表征相图中 p<p$_{cr}$ 区域的潜在莫特特性的低能表现。这一发现为欠掺杂铜氧化物中的电荷序与低温相理论建立了新框架。