我们从高温铜氧化物超导体中的杂质与无序中获得了什么认识？

我们确定了各铜氧化物家族的相图形态主要受无序支配。在无序度最低的 YBCO 中，在 Cu 平面位置取代 Zn 或 Li 无自旋杂质控制了自旋玻璃相和超导（SC）穹的范围。NMR 数据表明，这些缺陷在其邻近区域诱导出具有类 Kondo 顺磁行为的电子云，该行为在赝能隙和奇异金属区之间存在显著差异。我们通过电子辐照引入可控含量的平面内空位，研究了输运性质随无序的演化。在高温下，载流子的非弹性散射出人意料地与无序无关，而是受关联电子态的激发所支配。与单个杂质类 Kondo 散射相关的低温电阻率回升，在定性上与无自旋杂质诱导的局域磁性相符。需要极高的缺陷含量才能诱导金属-绝缘体交叉。在 SC 态中，缺陷导致的 $T_c$ 降低与剩余电阻率呈准线性关系。根据高场磁阻测量推导出的由 SC 涨落引起的顺导在温度 $T//c$ 和磁场 $H//c$ 之外消失，且二者随缺陷含量增加而降低。在赝能隙区，$T//c$ 相对于 $T_c$ 的较弱下降揭示了无序存在下 SC 相相干性的丧失。这引发了对其与对破缺相互作用的讨论，并使我们能够确认家族特异性的掺杂诱导无序或有序控制了相图。在理想无序的铜氧化物中，二维 SC 态必然在低掺杂下持续存在。这组数据为理论上理解这些 SC 关联电子系统中的超导性和正常态提出了严峻挑战。