Pr 掺杂 YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-\delta}$ 超导性抑制与双层解耦
超导电性
2025-12-22 v3 强关联电子
摘要
Pr 掺杂 YBaCuO（YBCO）背后的超导性抑制机制长期是谜题：尽管 Pr 的价电荷与 Y 等价且拥有较小磁矩，它却是唯一一种稀土元素，对 YBCO 超导性具有显著影响。利用角度解析光谱 (ARPES) 和 DFT+ 计算，我们揭示了 Pr 掺杂如何改变 YBCO 的低能电子结构。与主流的 Fehrenbacher-Rice（FR）和 Liechtenstein-Mazin（LM）模型不同，低能电子结构中未见任何 电子杂化或新态的迹象。然而，观察到强电子掺杂主要发生在反键费米面上。与此同时，我们发现随着 Pr 掺杂比例增加，Cu 衍生态的电子结构发生显著变化：CuO 双层解耦明显，CuO 链的掺杂 hopping 增强，暗示了超出简单 态电离的间接电子释放通道。我们的结果挑战了长期存在的 FR/LM 机制，确立了 Pr 掺杂 YBCO 作为探索耦合 1D-2D 系统中关联驱动现象的潜在平台。
引用
@article{arxiv.2510.15078,
title = {Superconductivity suppression and bilayer decoupling in Pr substituted YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-\delta}$},
author = {Jinming Yang and Zheting Jin and Siqi Wang and Camilla Moir and Mingyu Xu and Brandon Gunn and Xian Du and Zhibo Kang and Keke Feng and Makoto Hashimoto and Donghui Lu and Jessica McChesney and Martin Sundermann and Hlynur Gretarsson and Shize Yang and Wei-Wei Xie and Alex Frano and Sohrab Ismail-Beigi and M. Brian Maple and Yu He},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.15078},
year = {2025}
}