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超快轨道选择性光掺杂熔化过掺杂 Bi 基铜配体物质中的电荷有序

超导电性 2025-06-06 v1 强关联电子

摘要

高温超导性在铜配体物质中仍是凝聚态物理学中持久难题之一,电荷有序 (CO) 在其中扮演核心且难以把握的角色,尤其在过掺杂 regime 中。本文运用时间分辨 X 射线吸收光谱和自由电子激光共振 X 射线散射,探测过掺杂 (Bi,Pb)2.12_{2.12}Sr1.88_{1.88}CuO6+δ_{6+\delta} 中瞬态电子态密度和超快 CO 动力学。我们发现泵浆激光波长具有显著依赖性——800 nm 光未能抑制 CO,而 400 nm 光有效熔化其有序性。其机制在于 400 nm 光子可将电子从张尔茨-里斯 singlet 带提升至上 Hubbard 带或掌氧态,而 800 nm 光子能量不足以跨越电荷转移带隙。CO 恢复时间(\~3 ps)与欠掺杂铜配体物质一致,表明该相图中存在普适电子不稳定性。此外,熔化过掺杂 CO 需显著更高的脉冲强度,这凸显了晶格相互作用的作用。我们的发现表明实现了轨道选择性光掺杂,为关联材料中快速控制新兴量子相提供了一条途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.04697,
  title  = {Ultrafast Orbital-Selective Photodoping Melts Charge Order in Overdoped Bi-based Cuprates},
  author = {Xinyi Jiang and Qizhi Li and Qingzheng Qiu and Li Yue and Junhan Huang and Yiwen Chen and Byungjune Lee and Hyeongi Choi and Xingjiang Zhou and Tao Dong and Nanlin Wang and Hoyoung Jang and Yingying Peng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.04697},
  year   = {2025}
}

备注

13 pages, 11 figures, comments are welcome