铜氧化物超导体电阻率相图再探

铜氧化物超导体的相图三十余年来一直是一项艰巨的科学挑战。这一挑战或许最能由以下需求来体现：理解系统随掺杂从莫特绝缘体演化为费米液体金属过程中的正常态电荷输运。在此，我们报告了对简单四方 HgBa$_2$CuO$_{4+\delta}$（Hg1201）——具有最高最优 $T_c$ 的单 CuO$_2$ 层铜氧化物——的平面电阻率的温度（T）与掺杂（p）依赖关系的详细分析。这些数据使我们能够检验近期提出的铜氧化物相图唯象模型，该模型将普适输运散射率与莫特局域化空穴的空间非均匀（去）局域化相结合。我们发现该模型对数据给出了极佳的描述。我们随后将这一分析扩展到先前其他几种铜氧化物的输运结果，包括相图过掺杂区的霍尔数，并发现（去）局域化能隙尺度在化合物之间几乎无差异。结果指向一种与掺杂相关无序无关的、固有的能隙非均匀性的稳健普适结构起源。它们与相图的很大部分由量子临界点控制的观点不一致，反而表明铜氧化物表现出的异常电子性质根本上与细微纳米尺度非均匀性相关的强非线性有关。