磁性与超导中的量子相变：中子观测到的涌现自旋拓扑
超导电性
2009-11-13 v2 强关联电子
摘要
在高温超导体中，磁自旋和电荷强烈相互作用。当氧化铜层被调控到超导相边界时，新的物理现象涌现。随着赝能隙的增加，特征自旋激发能量降低。我们表明，我们充分退火的YBa2Cu3O6+x (YBCO6+x) 单晶是正交晶系且超导的，但没有反铁磁有序。在超导临界浓度附近，对于 x = 0.35，自旋在两个能量尺度上涨落，一个是约 2 meV 的弛豫自旋响应，另一个是能量上受分辨率限制（<0.08 meV）但在动量上很宽的慢中心模式。冷却过程中中心模式在一定动量范围内的逐渐形成表明，产生相干超导配对的自旋基态可能是量子无序的。我们表明 YBCO6.35 呈现一种均匀状态，由高度组织的冻结亚临界三维自旋关联组成。连续的自旋演化表明存在单一量子态，这与基于位点探针声称轻掺杂 YBCO 经历向反铁磁Bragg有序的转变，随后急剧转变为团簇玻璃相的说法相反。对于 x = 0.35，其中 Tc = 18 K 降至 Tcmax 的 1/5，自旋基态在没有急剧转变的情况下达到，并由仅在晶胞间延伸 8 埃、面内延伸 42 埃的短程关联组成。极化中子显示角自旋分布是各向同性的，不同于反铁磁绝缘体。由于动量守恒，我们将此解释为孔洞诱导的自旋旋转而非衰变的证据。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0702062,
title = {Quantum phase transitions in magnetism and superconductivity: emergent spin topology seen with neutrons},
author = {W. J. L. Buyers and C. Stock and Z. Yamani and R. J. Birgeneau and R. Liang and D. Bonn and W. N. Hardy and C. Broholm and R. A. Cowley and R. Coldea},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0702062},
year = {2009}
}
备注
Review of spin response in cuprate superconductors YBCO underdoped to suppress Tc based on talk at International Conference on Neutron Scattering, Sydney, Australia, Nov 27-Dec 2, 2005 6 pages 6 figures