hrvatski

Nekomenzurabilni val gustoće spina i pseudoprocjep u kupratnim visokotemperaturnim supravodičima

Eksperimenti elastičnog raspršenja neutrona u poddopiranim kupratnim visokotemperaturnim supravodičima opažaju magnetsko uređenje, val gustoće spina (SDW), koji je na niskim temperaturama nekomenzurabilan (iako blizu antiferomagnetskog, AF) s rešetkom, a valni vektor odstupanja od AF jako ovisi o dopiranju. Za zadano dopiranje na višim temperaturama, sve do temeperature pseudoprocjepa T*, to uređenje teži postati AF-komenzurabilno. Naši rezultati rasvjetljuju porijeklo tih signala ostajući pri tome u skladu sa ostalim mjerenjima, kao što je kutno razlučivo raspršenje fotoelektrona (ARPES). U teorijskom opisu visokotemperaturne faze, iznad T*, krećemo od modela nosilaca u CuO2 ravnini sa 3 vrpce u kojem itinerantne šupljine na atomima kisika hibridiziraju sa bakrovim d orbitalama. Jako kulonsko odbijanje (Hubbardov član) u tim bakrovim orbitalama zabranjuje da se istovremeno na njima nađu dvije šupljine, što uzrokuje kinematičke interakcije, odnosno korelacije među metalnim šupljinama [1]. Pokazujemo da je zbog njih magnetski prijelaz na T* uvijek komenzurabilan, za razliku od jednovrpčanih modela, a u skladu sa eksperimentom. To znači da je potrebno pronaći novi uzrok niskotemperaturnog nekomenzurabilnog uređenja, nego što je uobičajeni mehanizam putem nekomenzurabilnog visokotemperaturnog odgovora. U model je potrebno unijeti fazni prijelaz kojim se u vodljivoj vrpci otavra procjep. Fermijeva ploha u ARPES-u ima procjep oko van Hove (vH) točaka na rubovima Brillouinove zone, a jasno je razlučena u nodalnom smjeru. To odgovara procjepu koji je značajnog iznosa samo oko vH točke, te stoga računamo sa takvim oblikom procjepa nastalog faznim prijelazom na temperaturi T*. Taj prijelaz cijepa otvorenu vrpcu na dvije podvrpce, koje daju sliku rekonstruirane Fermijeve plohe. Podvrpca više energije ima Fermijevu plohu oko vH točaka (dominiranih hibridiziranim bakrovim orbitalama), koja je u velikom rasponu šupljinskih dopiranja nevidljiva ARPES-om, jer je iznad procjepa. Donja podvrpca ima oko nodalne točke Fermijevu plohu, koja je slabo osjetljiva na iznos procjepa u eksperimentalno relevantnom rasponu dopiranja, a time i na temperaturu. Dobivamo da nekomenzurabilan magnetski odziv na niskim temperaturama potječe od vodljivih elektrona oko nodalne točke te linearno ovisi o dopiranju i slabo ovisi o temperaturi, baš kao i u eksperimentima. Opisani prijelaz putem komenzurabilnog vrha na visokoj temperaturi je konzistentan s pojavom centralnog vrha u magnetskoj susceptibilnosti, koji je uočen u najnovijim istraživanjima [2]. [1] O.S. Barišić, S. Barišić: J. Supercond. Nov. Magn. 25, 669 (2012). [2] J. Tranquada, privatno priopćenje, svibanj 2013.

pseudoprocjep; kuprati; supravodljivost; val gustoće spina

nije evidentirano