高温超导铜氧化物中电子-激子耦合的共振非弹性 X 射线散射研究

解释高温 $T_c$ 铜氧化物中的超导机制需要理解是什么导致电子形成库珀对。配对可由声子、屏蔽库仑力、自旋或电荷涨落、激子或它们的组合来介导。激子配对机制已被假定，但铜氧化物中传导电子与激子之间耦合的实验证据零散不全。此处我们使用共振非弹性 X 射线散射（RIXS）监测具有不同载流子浓度的 Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8-x}$（Bi-2212）晶体的 $\underline{d}d$ 激子谱的温度依赖性。我们观察到当材料从正常态进入超导态时 $\underline{d}d$ 激子谱的显著变化。我们的观察表明，当材料进入超导相时，$\underline{d}d$ 激子在过掺杂（欠掺杂）样品中开始上移（下移）。我们将这种由超导引起的效应及其从欠掺杂到过掺杂的符号反转归因于 $\underline{d}d$ 激子所在位点与周围铜自旋的交换耦合。