铜氧化物超导体中的自旋单态与准粒子激发

我们利用电子拉曼散射光谱，逐步跟踪了 Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_{2}$O$_{8+\delta}$ (Bi-2212) 铜氧化物中从反铁磁(AF)莫特绝缘体到超导(SC)金属的过渡。这是通过追踪源自 AF 莫特绝缘体的自旋单态激发、与移动载流子相关的正常态准粒子激发以及与 SC 能隙相关的玻戈留波夫准粒子的掺杂依赖关系实现的。我们表明，在此过渡过程中发展起来的赝能隙相的特征，可解释为随着温度下降反铁磁关联增强对载流子的阻塞。我们发现赝能隙的能量尺度 $\Delta_{\textrm{pg}}(p)$ 随掺杂 $p$ 紧密跟随自旋单态激发的能量尺度 $\Delta_{\textrm{sse}}(p)$。当赝能隙塌缩时，准粒子寿命随掺杂显著增加。我们揭示，SC 能隙的最大振幅 $\Delta_{\textrm{sc}}^{\textrm{max}}$ 与 SC 转变温度 \Tc 在扩展的掺杂范围内相关联，如 $\Delta_{\textrm{sc}}^{\textrm{max}}(p) \propto \Delta_{\textrm{sse}}(p)\, T_c(p)$。该关系表明 AF 关联在超导机制中起关键作用。