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Coupling strength of charge carriers to spin fluctuations in high-temperature superconductors

机译：高温超导体中电荷载流子与自旋涨落的耦合强度

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In conventional superconductors, the most direct evidence of the mechanism responsible for superconductivity conies from tunnelling experiments, which provide a clear picture of the underlying electron-phonon interactions. As the coherence length in conventional superconductors is large, the tunnelling process probes several atomic layers into the bulk of the material; the observed structure in the current-voltage characteristics at the phonon energies gives, through inversion of the Eliashberg equations, the electron-phonon spectral density α~2F(ω). The situation is different for the high-temperature copper oxide superconductors, where the coherence length (particularly for c-axis tunnelling) can be very short. Because of this, methods such as optical spectroscopy and neutron scattering provide a better route for investigating the underlying mechanism, as they probe bulk properties. Accurate reflection measurements at infrared wavelengths and precise polarized neutron-scattering data are now available for a variety of the copper oxides, and here we show that the conducting carriers (probed by infrared spectroscopy) are strongly coupled to a resonance structure in the spectrum of spin fluctuations (measured by neutron scattering). The coupling strength inferred from those results is sufficient to account for the high transition temperatures of the copper oxides, highlighting a prominent role for spin fluctuations in driving superconductivity in these materials.
机译：在常规的超导体中，隧穿实验证明了负责超导锥体的最直接证据，这为潜在的电子-声子相互作用提供了清晰的图像。由于常规超导体的相干长度很大，因此隧穿过程会在材料的主体中探测几个原子层。通过Eliashberg方程的反演，在声子能量下的电流-电压特性中观察到的结构给出了电子-声子谱密度α〜2F（ω）。高温氧化铜超导体的情况则不同，其相干长度（特别是对于c轴隧穿）可能非常短。因此，诸如光谱学和中子散射之类的方法在探究整体性质时，为研究其潜在机理提供了一条更好的途径。现在可以对各种氧化铜获得在红外波长下的精确反射测量值和精确的极化中子散射数据，并且在这里我们表明，导电载体（通过红外光谱探测）与自旋谱中的共振结构紧密耦合波动（通过中子散射测量）。从这些结果推断出的耦合强度足以说明氧化铜的高转变温度，从而突出说明了自旋涨落在驱动这些材料的超导性中的重要作用。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |1999年第6751期|p.354-356|共3页
  • 作者

    J P Carbotte; E Schachinger; D N Basov;

  • 作者单位
  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 自然科学总论;
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