Neutron scattering from cuprate superconductors

• Applicant: Professor Dr. Bernhard Keimer
• Subject Area: Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2004 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5470877

Die inelastische magnetische Neutronenstreuung liefert den Imaginärteil der dynamischen magnetischen Suszeptibilität c(q,w) modellunabhängig als Funktion des Wellenvektors q über die gesamte Brillouin- Zone und als Funktion der Anregungsenergie hw in einem Bereich von ca. 1 bis 100 meV. Letzterer deckt sowohl die magnetischen Austauschparameter als auch die Energielücke des supraleitenden Zustands in den Kupraten ab. Aufgrund von Korrelationseffekten bildet c(q,w) in metallischen und supraleitenden Kupraten ungewöhnliche Strukturen aus, die im Laufe der letzten Jahre in Zusammenhang mit Theorien der Hochtemperatur-Supraleitung auf erhebliches Interesse gestoßen sind. Insbesondere tritt unterhalb der supraleitenden Übergangstemperatur Tc um den für den Antiferromagnetismus charakteristischen Wellenvektor q = (p,p) herum eine neuartige, als "p-Resonanz" bezeichnete kollektive Spinanregung auf. Im Rahmen des beantragten Projekts soll die Dotierungs-, Temperatur- und Materialabhängigkeit dieser Spinanregungen, insbesondere der p-Resonanz, im Detail untersucht und in enger Zusammenarbeit mit den anderen Mitgliedern der Forschergruppe eine quantitative Beschreibung ihrer Wechselwirkungen mit Ladungsträgern herausgearbeitet werden. Die Neutronenexperimente werden an Mosaiken kleiner, aber sehr hochwertiger Kristalle durchgeführt. Zum Vergleich sollen an denselben Proben auch anomale Dispersionen und Lebensdauern einzelner Phononen untersucht werden. Die geplanten Untersuchungen werden einen wichtigen Beitrag zum Verständnis des mikroskopischen Mechanismus der Hoch-temperatur-Supraleitung leisten.

• DFG Programme: Research Units
• Subproject of: FOR 538: Doping Dependence of Phase Transitions and Ordering Phenomena in Cuprate Superconductors
• Participating Person: Professor Dr. Vladimir Hinkov