Nat. Mater.：相位相干超快速淬灭实现在铜酸盐中超导电性的破坏

【引言】

最近，通过相位相干来驱动低密度冷凝物中的相变的可能性对于物质的量子相的研究具有深远的影响。这促进了通过相位波动来控制和探索凝聚相的集体性质的发展。电气门控氧化物界面、超低温费米原子和铜酸盐超导体、其特征在于本质上较小的相位刚度，它们是这些工具产生巨大影响的范例。

【成果简介】

近日，来自英属哥伦比亚大学的A. Damascelli（通讯作者）的团队在Nat. Mater.发表了题为Collapse of superconductivity in cuprates via ultrafast quenching of phase coherence的文章，他们使用短于内部热化时间的光脉冲来驱动和探测Bi₂Sr₂CaCu₂O_{8 +δ}铜酸盐超导体的相脆性，在完全不影响配对强度的情况下熔化超导冷凝物，所产生的相位波动和电荷激发的超快动力学被时间分辨光电子光谱学捕获和解开。这项工作证明了相位一致性在超导体到正常状态相变中的主导作用，并为铜酸盐相图的非平衡光谱研究提供了一个基准。

【图文导读】

图1：通过增强相位波动来实现超快速间隙填充

a:费米能级上方10 me V的平衡费米面绘图（左图）和微分等能线等值线图；

b:在不同的泵浦探头延迟下EDC归一化为动量积分节点；

c:MDC处的均衡非结节归一化EDC；

d:在0.6ps的延迟下测量的非平衡偏离节点EDC和MDC。

图2：SEDC-MDC全局分析的谱函数的时间演变

a:描述的全球程序安装SEDC；

b-c:由SEDCs的全局分析得到的Ƭp的超快动力学；

d: k = k_F处的谱函数的幅度的时间演变以及定义的现象学函数。

图3：阶段波动在冷凝物瞬态破坏中的作用

a:与泵探针互相关（橙色虚线）相比，F C（蓝色圆圈，图2中定义的误差线;蓝线是图2中描述的现象拟合）；

b:归一化差分动力学的F C的再次比较；

c:冷凝物瞬态崩溃的图示，非平衡玻色子群体诱发相位波动导致间隙填充，显示了过程能量学和相关的实空间凝聚相位一致性的示意图。

【小结】

该团队的研究成果挑战了目前对铜酸盐中超导相变的认识，给出的TR-ARPES数据表明相位一致性控制了低掺杂的高Tc超导体中的凝聚物形成，而温度驱动的状态占据则起着次要作用。他们的研究结果表明：相位一致性的恢复是其中的主要的和最快的机制，在不改变间隙尺寸或实质性地提高电子温度的情况下熔化冷凝物的能力表明在整个铜铝相图中配对和相位一致性的探索，通过将这些技术延伸到铜族家族的其他成员，可以建立维度和层间耦合在超导冷凝物的瞬态猝灭中的相对作用。

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

本文由材料人电子电工学术组杨超整理编辑。

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