通过钻石光源 无花果
1共振非弹性x射线散射揭示了与空穴掺杂层状铜氧化物超导体中氧原子相关的声等离子体
信用:钻石光源 p型(空穴掺杂)铜氧化物超导体中声学等离子体的存在现在已经被Dr
周克金和他的团队使用高分辨率RIXS(共振非弹性x光散射)，在钻石光源的I21束线
他们最近在《物理评论快报》上发表的论文中描述了这一发现，为研究和理解这些集体电荷激发及其在超导性中的作用提供了新的机会
这可能使设计超高温超导体成为可能，这种超导体有助于实际应用，如高效的能量传输
铜氧化物超导体是一类陶瓷化合物，其中绝缘块夹在铜和氧原子层之间
当掺杂合适的原子时，这些材料变成超导体，也就是说，电阻率降到临界温度以下为零
科学家们一直在努力设计可以在室温下工作的超导体
然而，这需要对掺杂电荷的集体行为有更全面的了解
戴蒙德的首席束线科学家和首席研究员
周克金解释说，2018年，斯坦福大学的研究人员利用欧洲同步辐射装置(ESRF)的RIXS，最终取得了突破，在n型(电子掺杂)铜酸盐超导体1中探测到了声等离子体激元，一种集体电荷激发的类型
由于其电荷敏感性，RIXS是研究集体电荷行为的完美工具
它提供了比(例如)非弹性中子散射、光学拉曼散射或电子能量损失光谱学更完整的图像
斯坦福大学的研究人员研究了电子掺杂的铜酸盐LCCO(镧铈铜氧化物)，使用了铜L3-RIXS，重点是铜原子
2020年，该团队在戴蒙德的RIXS实验室证实了p型空穴掺杂铜氧化物超导体中存在声学等离子体，并且它们主要与氧原子有关
“这些是显著的结果
尽管与铜原子和氧原子相关的电荷相互间有很强的杂化，但集体电荷激发似乎在空间中有很强的偏好性
理解这一点可能有助于我们阐明铜酸盐超导体的基态，”第一作者Dr
Abhishek Nag说
氮型铜酸盐并不多，它们的临界温度相对较低
这意味着他们为想探索这种集体行为如何随温度变化的研究人员提供了有限的机会
有更多的p型(空穴掺杂)铜酸盐，并且它们通常具有更高的转变温度
在p型铜酸盐中发现声学等离子体澄清了它们的普遍存在，而不管铜酸盐超导体中掺杂电荷的符号，也为研究开辟了新的途径
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英国钻石光源的I21 RIXS光束线，其连续分光计旋转的新能力导致了这一发现
信用:钻石光源 这项研究不仅限于铜酸盐
RIXS还可以揭示其他层状超导体中的等离子体行为，包括铁-磷化合物和新发现的镍酸盐超导体
“这项研究的目的是提高我们对超导发生机理的基本理解
既然我们现在知道声学等离子体在n型和p型铜酸盐超导体中都存在，以及研究每种类型的声学等离子体的具体途径，我们就可以专注于发现它们在超导性中是否起任何作用
这反过来又可能使设计非常高温的超导体成为可能，这使它们有助于实际应用，例如高效的能量传输
周克金
该团队表示，报道的工作仅仅标志着超导体等离子体研究的开始
他们计划继续利用RIXS来探索铜氧化物超导体中的声学等离子体，在高于和低于临界温度的温度范围内研究不同的材料和不同的掺杂水平
这项研究详细说明了他们如何在对两种典型的p型铜酸盐材料:La1的广泛的RIXS研究中证明强色散低频声等离子体激元的存在
84Sr0
16CuO4 (LSCO)和Bi2Sr1
6La0
4CuO6+δ (Bi2201)
他们的结果表明，声学等离子体的性质在具有不同类型掺杂电荷的铜酸盐中是相似的
这篇名为“空穴掺杂铜氧化物超导体中等离子激元激发的本质”的论文发表在《物理评论快报》上
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