基于能斯特效应的铜基超导体赝能隙温度 $T^\star$

我们利用能斯特效应（Nernst effect）来描绘铜基超导体温度-掺杂相图中赝能隙相的边界。给出了 YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{y}$ (YBCO)、La$_{1.8-x}$Eu$_{0.2}$Sr$_x$CuO$_4$ (Eu-LSCO) 和 La$_{1.6-x}$Nd$_{0.4}$Sr$_x$CuO$_4$ (Nd-LSCO) 的能斯特系数 $\nu(T)$ 的新数据，并与先前包括 La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$ (LSCO) 的数据进行了比较。发现 $\nu/T$ 偏离其高温行为的温度 $T_\nu$ 与电阻率偏离其线性-$T$ 依赖关系的温度相重合，我们将其作为赝能隙温度 $T^\star$ 的定义——这与 ARPES 数据中检测到的能隙打开一致。我们追踪 $T^\star$ 作为掺杂的函数，发现它在所有四种材料中随 $p$ 线性下降，在三种基于 LSCO 的铜氧化物中具有相同的值，无论其晶体结构不同。在低 $p$ 下，$T^\star$ 高于欠掺杂铜氧化物中观察到的各种有序的起始温度，表明这些有序是赝能隙相的次级不稳定性。将 $T^\star(p)$ 线性外推至 $p=0$ 得到 $T^\star(p\to 0)\simeq T_N(0)$，即 $p=0$ 处反铁磁有序起始的奈尔温度（N\'eel temperature），表明赝能隙与反铁磁性之间存在联系。随着 $p$ 增加，$T^\star(p)$ 线性外推至 $p\simeq p_{\rm c2}$ 处为零，即超导性在高掺杂下出现的临界掺杂，表明有利于赝能隙形成的条件也有利于配对。我们还利用能斯特效应研究超导涨落在 $T_{\rm c}$ 上方延伸多远（作为掺杂的函数），发现一个狭窄的涨落区跟踪 $T_{\rm c}$ 而非 $T^\star$。这证实了赝能隙相不是前驱超导的一种形式。