$La_{2-x}Ba_{x}CuO_{4}$中的二维非共格与三维共格磁有序及涨落

我们对轻掺杂$La_{2-x}Ba_{x}CuO_{4}$单晶（$0 \leq x \leq 0.035$）进行了中子散射测量。结果揭示了这种典型掺杂 Mott 绝缘体中磁性的演化过程：从在相对较高$T_N$下有序的三维 (3D) 共格 (C) 反铁磁基态，转变为具有有限程静态关联的二维 (2D) 非共格 (IC) 基态，后者出现在相对较低的有效$T_N$以下。在低温下，对于低至$x \sim 0.0125$的掺杂浓度，2D IC 磁性与 3D C 磁性共存。我们发现当$x \sim 0.025$时不存在 3D C 磁基态的信号，这与在掺杂 Mott 绝缘体姊妹族$La_{2-x}Sr_{x}CuO_{4}$中观察到的$x \sim 0.02$的上限一致。对于$0.0125 \leq x \leq 0.035$观察到的 2D IC 基态呈对角线方向，与先前报道的具有超导基态的样品（$La_{2-x}Ba_{x}CuO_{4}$，$0.05 \leq x \leq 0.095$）相比，在正交底面内旋转了 45 度。我们仅基于磁有序参量测量构建了相图，该相图展现了文献中讨论的标准高温超导相图的许多复杂性。对中等低温下的高能量分辨率非弹性中子散射的分析表明，随着$x$从 0.0125 增加到 0.035，极低能动态磁化率逐渐耗尽。这种低能动态磁化率随温度升高而衰减，其标度远高于适用于这些材料的有效 2D IC $T_N$。显著的动态 2D IC 磁涨落占据了相图的大部分“赝能隙”区域。