Phenomenology of 63Cu Nuclear Relaxation in Cuprate Superconductors
Phenomenology of 63Cu Nuclear Relaxation in Cuprate Superconductors
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铜酸盐超导体中63Cu核弛豫现象学
DOI：
10.1007/s10948-019-05275-6
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发表时间：
2019
影响因子：
1.8
通讯作者：
Pavićević
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jurkutat;Avramovska;Williams;G. V. M;Dernbach;Pavićević
核弛豫是电子激发的重要热力学探针，特别是在传导和超导系统中。在这里，基于空穴掺杂铜酸盐中平面铜的所有可用文献数据开发了经验现象学。研究发现，系统中大多数看似不同的弛豫速率是由于与温度无关的各向异性影响的，该各向异性影响了主要测量的 1/T1∥（沿晶轴的外部磁场的速率），而 1/T1⊥ 在很大程度上与超导临界温度 (Tc) 以上的掺杂和材料无关。这包括表现出费米液体行为并遵守科林加定律的非常严重的过度掺杂系统。低于 Tc，如果根据降低的温度 T/Tc 绘制，松弛率也相似。因此，平面铜核弛豫是由一种简单的、占主导地位的机制控制的，该机制将具有不同各向异性的原子核耦合到相当普遍的电子激发浴中，无论掺杂和族如何，这些电子激发浴都呈现出费米液体状。特别是，与早期的结论不同，电子自旋波动没有导致弛豫的显着增强。只有 La2−xSrxCuO4 家族似乎是异常值，因为存在额外的弛豫；然而，各向异性仍然与温度无关。此外，由于缺乏数据，掺杂水平非常低的系统可能表现不同。
Nuclear relaxation is an important thermodynamic probe of electronic excitations, in particular in conducting and superconducting systems. Here, an empirical phenomenology based on all available literature data for planar Cu in hole-doped cuprates is developed. It is found that most of the seemingly different relaxation rates among the systems are due to a temperature-independent anisotropy that affects mostly measured 1/T1∥, the rate with an external magnetic field along the crystalc-axis, while 1/T1⊥is largely independent on doping and material above the critical temperature of superconductivity (Tc). This includes very strongly overdoped systems that show Fermi liquid behavior and obey the Korringa law. BelowTc, the relaxation rates are similar, as well, if plotted against the reduced temperatureT/Tc. Thus, planar Cu nuclear relaxation is governed by a simple, dominant mechanism that couples the nuclei with varying anisotropy to a rather ubiquitous bath of electronic excitations that appear Fermi liquid-like irrespective of doping and family. In particular, there is no significant enhancement of the relaxation due to electronic spin fluctuations, different from earlier conclusions. Only the La2−xSrxCuO4family appears to be an outlier as additional relaxation is present; however, the anisotropy remains temperature independent. Also systems with very low doping levels, for which there is a lack of data, may behave differently.
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