层状氧化铜中强耦合混合晶格-等离子子
强关联电子
2026-05-29 v1 材料科学
超导电性
摘要
具有电子脱离原子位置的金属体系可容纳称为等离子子的集体电荷振荡。相反，常规绝缘体 lacks 自由电子，低能电荷自由度被固定在离子上。处于中间范畴的集体电荷激发的命运是一个亟待解答的问题。对于强相关系统如层状氧化铜尤为重要，其中从价电子位于Mott局域化与离域性之间，涌现出非常规超导性和其他新现象。我们利用共振非弹性X射线散射，追踪了 Nd2-xCexCuO4 这一典型电子掺杂氧化铜中这种演变。我们发现，低能电荷响应发生连续转化：从金属区的声学等离子子，转变为中间掺杂区的无能隙混合模式，最终在半填充处变为接近无色散的 139 meV 激发态。令人惊讶的是，139 meV 激发态的能量约为负责角谱光电子能谱中观察到的色散拐点的氧气呼吸声子能量的两倍，与拉曼光谱中观察到的假想 2-声子激发态一致。这些结果建立了电子掺杂氧化铜相图中集体电荷激发的统一图景，表明通过与晶格自由度的强耦合，这些模式跨越Mott相变仍然存在，揭示了载流子掺杂Mott绝缘体中电荷动力学的缺失环节。
引用
@article{arxiv.2605.29100,
title = {Strongly-coupled hybrid lattice-plasmons in layered cuprates},
author = {Ke-Jun Xu and Nathan Giles-Donovan and Stefano Agrestini and Jaewon Choi and Mirian Garcia-Fernandez and Kejin Zhou and Junfeng He and Costel R. Rotundu and Young S. Lee and Thomas P. Devereaux and Zhi-Xun Shen and Dung-Hai Lee and Robert J. Birgeneau and Wei-Sheng Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.29100},
year = {2026}
}