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物性物理学:オーバードープ銅酸化物の臨界温度の超流動密度依存性

Nature 536, 7616 doi: 10.1038/nature19061

擬ギャップやスピン秩序化、電荷秩序化、およびそれらと超伝導の関係など、アンダードープ銅酸化物超伝導体の物理は盛んに議論されている。オーバードープ銅酸化物は、より単純であって、その強相関フェルミオン物理は従来型のバーディーン・クーパー・シュリーファー挙動へと滑らかに発展すると考えられている。いくつかのオーバードープ試料に関する先駆的な研究では、超流動密度が予測より非常に低いことが示されており、その原因は、対の破壊、無秩序性、相分離であると考えられていた。本論文では、La2−xSxCuO4の相図のオーバードープ側をくまなく調べて、磁場侵入長と位相スティフネスが温度とドーピングにどのように依存するかを報告する。我々は、数千個の試料について磁場侵入長の絶対値と位相スティフネスを1%の精度で測定しており、この大きな統計から、明確な傾向と固有の性質が明らかになった。膜は均一であり、膜内での超伝導臨界温度の変動は非常に小さかった(1 K未満)。全てのドーピングレベルで、位相スティフネスは温度とともに線形に小さくなった。超伝導臨界温度に対するゼロ温度位相スティフネスの依存性はおおむね線形であるが、オフセットが存在し、原点近くではこの依存性は放物線状になる。このスケーリング則は、バーディーン・クーパー・シュリーファーの標準的な説明とは相いれない。

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