Microscopic electronic heterogeneity and its effect on the optical spectrum of high-temperature superconductors

高温超导体微观电子异质性及其对光谱的影响

基本信息

批准号：
15204030
负责人：
UCHIDA Shin-ichi
金额：
$ 31.53万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

We investigated the effect of microscopic heterogeneity on the optical spectrum of high-Tc copper oxide superconductors using various spectroscopic methods, particularly STM/STS, applied to well-controlled single crystalline samples. The major results of the present research are:(1)Elucidation of the roles played by two distinct quasiparticles (QP), nodal and antinodal quasiparticles, in d-wave superconductors. Nodal QP has longer lifetime/coherence which gives rise to the periodic modulations of the local-electronic-density-of-states (LDOS) due to quantum-mechanical interference. On the other hand, antinodal QP is incoherent, and strongly influenced by lattice disorder, playing a major role in the microscopic heterogeneity in high-Tc cuprates.(2)Among disorder in various lattice sites of cuprates, the disorder in the apical oxygen block next to the CuO2 plane is found to most strongly affects the electronic state of the CuO2 plane. This disorder stabilizes a competing order which shows up as a pseudogap in the various spectroscopies. Using a special analysis on the STM/STS result, we revealed that the competing order/the pseudogap phase is a sort of electromic glass.(3)The antinodal QP is intimately related to the c-axis optical spectrum in which the superconducting response appears as a Josephson plasma mode because cuprates are regarded as a series of Josephson junctions along the c-axis. We demonstrated that magnetic fields applied parallel to the CuO2 planes make the Josephson junctions heterogeneous, and, as a consequence, a new Josephson plasma mode appears in the terahertz frequency region. We also showed that the frequency of the new Josephson plasma mode can be tuned by changing the strength of applied magnetic field.

我们使用各种光谱法，尤其是STM/STS（应用于良好控制的单晶样品，研究了微观异质性对高-TC铜氧化物超导体的光谱的影响。本研究的主要结果是：（1）在D波超导体中阐明了两个不同的准粒子（QP），淋巴结和抗邻近准粒子的作用。 Nodal QP具有较长的寿命/相干性，这导致由于量子力学干扰而引起的局部电子密度（LDOS）的周期性调制。另一方面，抗邻系QP是不连贯的，受晶格障碍的影响很大，在高-TC蛋白酶的微观异质性中起着重要作用。（2）在各种铜的碎屑部位的疾病中，根尖氧块中的疾病中的疾病发现CUO2平面旁边最强烈影响CuO2平面的电子状态。这种疾病稳定了一个竞争顺序，该顺序显示为各种光谱镜中的伪群。使用对STM/STS结果的特殊分析，我们揭示了竞争顺序/伪群相是一种电玻璃。（3）抗邻近QP与C轴光谱密切相关，其中超导反应出现了作为约瑟夫森等离子体模式，因为丘比特被视为沿C轴的一系列约瑟夫森连接。我们证明，平行于CUO2平面施加的磁场使约瑟夫森连接处异质性，因此，在Terahertz频率区域中出现了新的Josephson等离子体模式。我们还表明，可以通过改变施加磁场的强度来调整新约瑟夫森等离子体模式的频率。

项目成果

期刊论文数量（130）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

S.Uchida: "Charge transport in the stripe ordered state of cuprates"Physica C. 388-389. 205-206 (2003)

S.Uchida：“铜酸盐条带有序状态下的电荷传输”Physica C. 388-389。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Universal nodal Fermi velocity

通用节点费米速度

DOI：
发表时间：
2003
期刊：
Nature 423
影响因子：
0
作者：
Uchida;N.;T.Matsuzawa;S.Miura;S.Hirahara;A.Hasegawa;M.Aikawa;X.J.Zhou et al.
通讯作者：
X.J.Zhou et al.

In-Plane Optical Spectra of Optimally-Doped LSCO Single crystal

优化掺杂 LSCO 单晶的面内光谱

DOI：
发表时间：
2003
期刊：
J. Low. Temp. Phys. 131
影响因子：
0
作者：
R.Nakamura;P.Wang;R.Fujii;Y.Koyama;H.Hashimoto;Y.Kanematsu;Y.Fudamoto et al.
通讯作者：
Y.Fudamoto et al.

Comment on "Phase Diagram of La_<2-x>Sr_xCuO_4 Probed in the Infrared : Imprints of Charge Stripe Excitations

评论“红外探测的 La_<2-x>Sr_xCuO_4 相图：电荷条纹激发的印记”