Оптическая спектроскопия антиферромагнитных корреляций и страйпового состояния в сверхпроводнике YBa2Cu3O6+x

Сильно коррелированные системы и высокотемпературная сверхпроводимость

Анотація

Представлены результаты измерений температурных зависимостей спектров поглощения пленок YBa₂Cu₃O_6+х в антиферромагнитной (АФ) и металлической (сверхпроводящей, Т_c = 88 К) фазах. В области энергий 1,3-2,6 эВ исследована температурная эволюция полос поглощения, которые диагностируют электронные и спиновые корреляции, а также степень металлизации (кислородно-медной гибридизации). Показано, что в металлической фазе в псевдощелевом состоянии ниже Т * = 120±10 К достаточно резко возникают полосы поглощения, присущие АФ фазе, в том числе электрон-двухмагнонная (А+J)-полоса, отражающая развитие сильных АФ корреляций. В отличие от диэлектрика (A+J)-полоса имеет тонкую структуру, связанную с рождением как взаимодействующих, так и невзаимодействующих магнонов. При этом она сосуществует с полосами, обусловленными сильной металлизацией. Полученные результаты доказывают фазовое расслоение при T_c < T < T * с образованием страйповой сверхструктуры, состоящей из металлических и диэлектрических (с ближним АФ упорядочением) областей. Эта сверхструктура сохраняется в сверхпроводящем (СП) состоянии, причем на СП переходе происходит дополнительное усиление АФ корреляций. Совокупность результатов дает независимые оптические свидетельства в пользу несомненного участия АФ корреляций в сверхпроводимости.