电子掺杂的铜氧化物cuprates，始终表现出了强烈的反铁磁关联，从而使得人们普遍认为在这些非常规超导体中，反铁磁自旋涨落介导了库珀配对。然而，早期的研究表明，尽管在动量空间的热点处，反铁磁自旋涨落产生了最大的赝能隙，但超导能隙在这些位置也是最大的。这为自旋涨落介导的配对提出了一个悖论：库珀配对在动量处最强，其中正常态低能量谱权spectral weight，被最大程度地抑制。
近日，美国 SLAC国家加速器实验室（SLAC National Accelerator Laboratory）Ke-Jun Xu, Makoto Hashimoto, Zhi-Xun Shen等，瑞典 皇家理工学院（KTH Royal Institute of Technology）Qinda Guo（共同一作）, Oscar Tjernberg等，中国科学院物理研究所 Zi-Xiang Li（共同一作）等，在Nature Physics上发文，研究了这一悖论，并找到了证据证明了游丝gossamer（意思是非常微弱的）费米面，可以为这些观测结果提供解释。基于角分辨光电子能谱研究了Nd2–xCexCuO4，并直接观察了Bogoliubov准粒子（即“破碎的库珀对”）。首先，解析了先前观察到的重构主带和热点周围的反铁磁赝隙所产生的能隙。在反铁磁赝隙中，还观察到了具有明显色散的Gossamer态，在超导临界温度以下，还出现了Bogoliubov准粒子的相干峰。此外，对Bogoliubov准粒子的直接观测，精确确定超导能隙，产生比赝能隙小一个数量级的最大值，从而确定这两个能隙的不同性质。为此，提出了反铁磁序参量的取向涨落是导致游丝Gossamer态的原因。![]()
Bogoliubov quasiparticle on the gossamer Fermi surface in electron-doped cuprates. 在电子掺杂铜氧化物中，游丝费米面上的Bogoliubov准粒子![]()
图1:动量相关的Nd1.85Ce0.15CuO4，NCCO正常态电子结构。
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图2:随温度变化的光谱揭示了低能峰的起源。
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图3:Bogoliubov准粒子的动量依赖性。
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图4:自旋取向涨落恢复了游丝gossamer态。
Xu, KJ., Guo, Q., Hashimoto, M. et al. Bogoliubov quasiparticle on the gossamer Fermi surface in electron-doped cuprates. Nat. Phys. (2023). https://doi.org/10.1038/s41567-023-02209-xhttps://www.nature.com/articles/s41567-023-02209-x声明：仅代表译者个人观点，小编水平有限，如有不当之处，请在下方留言指正！