研究人员在绝缘铜酸盐中观察电荷条纹晶相

来自波士顿学院和布鲁克海文国家实验室的研究人员成功地将铜酸盐高温超导体材料改性为绝缘状态，在那里他们发现了一种奇特的液晶相。

研究小组今天在“ 自然材料 ”杂志上报道，所谓的“带电条纹”晶相的观测是铜酸盐中的第一次，是一类被称为莫特​​绝缘体的材料的一部分。

没有自由载流子表示材料为“未掺杂”。掺杂过程引入了电荷载流子，并且理论家们认为，当掺杂时，铜酸盐会看到电荷载体有序并形成由周期性“电荷 - 条纹”图案标记的液晶相。首席作者波士顿大学物理学助理教授Iilja Zeljkovic说，迄今为止，这种模式只能在超导状态下进行实验观察。

Zeljkovic和他的团队，包括他的实验室成员，波士顿大学物理学教授王自强和纽约布鲁克海文国家实验室的研究人员，使用一种新的方法来诱导绝缘状态下的电荷排序，他们在文章中报道，标题为“绝缘杯中的电荷条纹晶相”。

Zeljkovic说，该团队采用了表面退火方法，这种方法用于改变金属的物理和化学性质。该过程使该团队能够扩大铜酸盐中可接受的掺杂范围，该范围由铋，锶，钙，铜和氧组成。

Zeljkovic说，通过进入材料的新区域，该团队实现了“轻掺杂，电荷转移绝缘体状态”。

该团队使用扫描隧道显微镜和液氦温度下的光谱分析了原子级的绝缘状态。

“我们的测量揭示了单向电荷条纹顺序的出现，其波长恰好为4原子晶格常数，”Zeljkovic说。“我们的数据还证明，轻掺杂的铜酸盐倾向于在双向'棋盘'顺序上形成条纹，从而解决了现场长期存在的争议，这些争议无法通过较高掺杂样品的现有数据来解决。”

Zeljkovic说，他和他的同事们希望接下来探讨在超导状态下观察到的观察到的电荷有序相和电荷有序相之间的关系。

Zeljkovic说，这一发现提出了一个问题，即电荷载体的“自旋”是否也会形成周期性的模式，形成所谓的自旋密度波。