Systematic study of electron-phonon coupling to oxygen modes across the cuprates
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Notice bibliographique
Résumé
The large variations in ${T}_{c}$ across the cuprate families is one of the major unsolved puzzles in condensed matter physics and is poorly understood. Although there appears to be a great deal of universality in the cuprates, several orders of magnitude changes in ${T}_{c}$ can be achieved through changes in the chemical composition and structure of the unit cell. In this paper we formulate a systematic examination of the variations in electron-phonon coupling to oxygen phonons in the cuprates, incorporating a number of effects arising from several aspects of chemical composition and doping across cuprate families. It is argued that the electron-phonon coupling is a very sensitive probe of the material-dependent variations in chemical structure, affecting the orbital character of the band crossing the Fermi level, the strength of local electric fields arising from structural-induced symmetry breaking, doping-dependent changes in the underlying band structure, and ionicity of the crystal governing the ability of the material to screen $c$-axis perturbations. Using electrostatic Ewald calculations and known experimental structural data, we establish a connection between the material's maximal ${T}_{c}$ at optimal doping and the strength of coupling to $c$-axis modes. We demonstrate that materials with the largest coupling to the out-of-phase bond-buckling $({B}_{1g})$ oxygen phonon branch also have the largest ${T}_{c}$'s. In light of this observation we present model ${T}_{c}$ calculations using a two-well model where phonons work in conjunction with a dominant pairing interaction, presumably due to spin fluctuations, indicating how phonons can generate sizeable enhancements to ${T}_{c}$ despite the relatively small coupling strengths. Combined, these results can provide a natural framework for understanding the doping and material dependence of ${T}_{c}$ across the cuprates.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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