Spin singlet and quasiparticle excitations in cuprate superconductors
Notice bibliographique
Résumé
We followed step by step the transition from an antiferromagnetic (AFM) Mott insulator to a superconducting (SC) metal in the ${\mathrm{Bi}}_{2}{\mathrm{Sr}}_{2}{\mathrm{CaCu}}_{2}{\mathrm{O}}_{8+\ensuremath{\delta}}$ (Bi-2212) cuprate using electronic Raman scattering spectroscopy. This was achieved by tracking the doping dependence of the spin singlet excitation (SSE) originating from the AFM Mott insulator, the normal-state quasiparticle excitation related to the mobile charge carriers, and the Bogoliubov quasiparticles related to the SC gap. We show that the signature of the pseudogap phase which develops during this transition can be interpreted as the blocking of charge carriers by the enhancement of the AFM correlations as the temperature drops. We find that the energy scale of the pseudogap, ${\mathrm{\ensuremath{\Delta}}}_{\text{pg}}(p)$, closely follows that of the SSE, ${\mathrm{\ensuremath{\Delta}}}_{\text{sse}}(p)$ with doping $p$. The quasiparticle lifetime considerably increases with doping when the pseudogap collapses. We reveal that the maximum amplitude of the SC gap ${\mathrm{\ensuremath{\Delta}}}_{\text{sc}}^{\text{max}}$ and the SC transition temperature ${T}_{\mathrm{c}}$ are linked in an extended range of doping, such as ${\mathrm{\ensuremath{\Delta}}}_{\text{sc}}^{\text{max}}(p)\ensuremath{\propto}{\mathrm{\ensuremath{\Delta}}}_{\text{sse}}(p)\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}{T}_{\mathrm{c}}\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}(p)$. This relation suggests that the AFM correlations play a key role in the mechanism of superconductivity.
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 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) | 0,001 | 0,000 |
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