Nat. Mater.：相位相干超快速淬滅實現在銅酸鹽中超導電性的破壞

【引言】

最近，通過相位相干來驅動低密度冷凝物中的相變的可能性對于物質的量子相的研究具有深遠的影響。這促進了通過相位波動來控制和探索凝聚相的集體性質的發展。電氣門控氧化物界面、超低溫費米原子和銅酸鹽超導體、其特征在于本質上較小的相位剛度，它們是這些工具產生巨大影響的范例。

【成果簡介】

近日，來自英屬哥倫比亞大學的A. Damascelli（通訊作者）的團隊在 Nat. Mater.發表了題為Collapse of superconductivity in cuprates via ultrafast quenching of phase coherence的文章，他們使用短于內部熱化時間的光脈沖來驅動和探測Bi₂Sr₂CaCu₂O_{8 +δ}銅酸鹽超導體的相脆性，在完全不影響配對強度的情況下熔化超導冷凝物，所產生的相位波動和電荷激發的超快動力學被時間分辨光電子光譜學捕獲和解開。這項工作證明了相位一致性在超導體到正常狀態相變中的主導作用，并為銅酸鹽相圖的非平衡光譜研究提供了一個基準。

【圖文導讀】

圖1：通過增強相位波動來實現超快速間隙填充

a:費米能級上方10 me V的平衡費米面繪圖（左圖）和微分等能線等值線圖；

b:在不同的泵浦探頭延遲下EDC歸一化為動量積分節點；

c:MDC處的均衡非結節歸一化EDC；

d:在0.6ps的延遲下測量的非平衡偏離節點EDC和MDC。

圖2 ：SEDC-MDC全局分析的譜函數的時間演變

a:描述的全球程序安裝SEDC；

b-c:由SEDCs的全局分析得到的?p的超快動力學；

d: k = k_F處的譜函數的幅度的時間演變以及定義的現象學函數。

圖3：階段波動在冷凝物瞬態破壞中的作用

a:與泵探針互相關（橙色虛線）相比，F <F_C（藍色圓圈，圖2中定義的誤差線;藍線是圖2中描述的現象擬合）；

b:歸一化差分動力學的F <F_C的再次比較；

c:冷凝物瞬態崩潰的圖示，非平衡玻色子群體誘發相位波動導致間隙填充，顯示了過程能量學和相關的實空間凝聚相位一致性的示意圖。

【小結】

該團隊的研究成果挑戰了目前對銅酸鹽中超導相變的認識，給出的TR-ARPES數據表明相位一致性控制了低摻雜的高Tc超導體中的凝聚物形成，而溫度驅動的狀態占據則起著次要作用。他們的研究結果表明：相位一致性的恢復是其中的主要的和最快的機制，在不改變間隙尺寸或實質性地提高電子溫度的情況下熔化冷凝物的能力表明在整個銅鋁相圖中配對和相位一致性的探索，通過將這些技術延伸到銅族家族的其他成員，可以建立維度和層間耦合在超導冷凝物的瞬態猝滅中的相對作用。

文獻鏈接：Collapse of superconductivity in cuprates via ultrafast quenching of phase coherence（Nat. Mater.2018, DOI: 10.1038/s41563-018-0045-1）

本文由材料人電子電工學術組楊超整理編輯。

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