Superconductivity and electronic liquid-crystal states in twin-free YBa2Cu3O6+x studied by neutron scattering

European Physical Journal: Special Topics

Volumn 188, Issue 1, 2010, Pages 113-129

  Hinkov, V ^a,b   Lin, C T ^a   Raichle, M ^a,b   Keimer, B ^a   Sidis, Y ^c   Bourges, P ^c   Pailhes S ^c   Ivanov, A ^d  

^a MAX PLANCK INSTITUT FÜR FESTKÖRPERFORSCHUNG   (Germany)

^b UNIVERSITY OF BRITISH COLUMBIA   (Canada)

^c CEA SACLAY   (France)

^d INSTITUT LAUE LANGEVIN   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 77957983009     PISSN: 19516355     EISSN: 19516401     Source Type: Journal    
DOI: 10.1140/epjst/e2010-01301-5     Document Type: Article

References (140)

1. K. H. Bennemann, J. B. Ketterson (eds.), Superconductivity: Conventional and unconventional superconductors, Vol. 1 (Springer, 2008).
2. R. J. Schrieffer, J. S. Brooks (eds.), High-temperature superconductivity: Theory and experiment (Springer, 2007).
3. D. N. Basov, T. Timusk, Rev. Mod. Phys. 77, 721 (2005).
4. E. Berg, E. Fradkin, S. A. Kivelson, J. M. Tranquada, New J. Phys. 11, 115004 (2009).
5. R. J. Birgeneau, C. Stock, J. M. Tranquada, K. Yamada, J. Phys. Soc. Jpn. 75, 111003 (2006).
6. D. A. Bonn, Nat. Phys. 2, 159 (2006).
7. A. Damascelli, Z. Hussain, Z. X. Shen, Rev. Mod. Phys. 75, 473 (2003).
8. T. P. Devereaux, R. Hackl, Rev. Mod. Phys. 79, 175 (2007).
9. M. Eschrig, Adv. Phys. 55, 47 (2006).
10. Ø. Fischer, M. Kugler, I. Maggio-Aprile, C. Berthod, C. Renner, Rev. Mod. Phys. 79, 353 (2007).
11. S. Huefner, M. A. Hossain, A. Damascelli, G. A. Sawatzky, Rep. Prog. Phys. 71, 062501 (2008).
12. S. A. Kivelson, I. P. Bindloss, E. Fradkin, V. Oganesyan, J. M. Tranquada, A. Kapitulnik, C. Howald, Rev. Mod. Phys. 75, 1201 (2003).
13. V. Z. Kresin, S. A. Wolf, Rev. Mod. Phys. 81, 481 (2009).
14. P. A. Lee, Rep. Prog. Phys. 71, 012501 (2008).
15. P. Monthoux, D. Pines, G. G. Lonzarich, Nature 450, 1177 (2007).
16. M. R. Norman, D. Pines, C. Kallin, Adv. Phys. 54, 715 (2005).
17. M. Ogata, H. Fukuyama, Rep. Prog. Phys. 71, 036501 (2008).
18. J. Orenstein, A. J. Millis, Science 288, 468 (2000).
19. Y. Sidis, S. Pailhès, V. Hinkov, B. Fauqué, C. Ulrich, L. Capogna, A. Ivanov, L. P. Regnault, B. Keimer, P. Bourges, C. R. Physique 8, 745 (2007).
20. J. M. Tranquada, Handbook of high-temperature superconductivity (Springer, 2007), chap. 6. Neutron scattering studies of antiferromagnetic correlations in cuprates, p. 257 preprint at [arXiv: cond-mat/0512115].
21. M. Vojta, Adv. Phys. 58, 699 (2009).
22. N. Doiron-Leyraud, C. Proust, D. LeBoeuf, J. Levallois, J. B. Bonnemaison, R. Liang, D. A. Bonn, W. N. Hardy, L. Taillefer, Nature 447, 565 (2007).
23. A. F. Bangura, J. D. Fletcher, A. Carrington, J. Levallois, M. Nardone, B. Vignolle, P. J. Heard, N. Doiron-Leyraud, D. LeBoeuf, L. Taillefer, et al., Phys. Rev. Lett. 100, 047004 (2008).
24. E. A. Yelland, J. Singleton, C. H. Mielke, N. Harrison, F. F. Balakirev, B. Dabrowski, J. R. Cooper, Phys. Rev. Lett. 100, 047003 (2008).
25. T. Helm, M. V. Kartsovnik, M. Bartkowiak, N. Bittner, M. Lambacher, A. Erb, J. Wosnitza, R. Gross, Phys. Rev. Lett. 103, 157002 (2009).
26. A. J. Millis, M. R. Norman, Phys. Rev. B 76, 220503 (2007).
27. M. A. Hossain, J. D. F. Mottershead, D. Fournier, A. Bostwick, J. L. McChesney, E. Rotenberg, R. Liang, W. N. Hardy, G. A. Sawatzky, I. S. Elfimov, et al., Nat. Phys. 4, 527 (2008).
28. D. Haug, V. Hinkov, A. Suchaneck, D. S. Inosov, N. B. Christensen, C. Niedermayer, P. Bourges, Y. Sidis, J. T. Park, A. Ivanov, et al., Phys. Rev. Lett. 103, 017001 (2009).
29. J. Meng, G. Liu, W. Zhang, L. Zhao, H. Liu, X. Jia, D. Mu, S. Liu, X. Dong, J. Zhang, et al., Nature 462, 335 (2009).
30. D. V. Evtushinsky, D. S. Inosov, V. B. Zabolotnyy, M. S. Viazovska, R. Khasanov, A. Amato, H. H. Klauss, H. Luetkens, C. Niedermayer, G. L. Sun, et al., New J. Phys. 11, 055069 (2009).
31. S. V. Borisenko, A. A. Kordyuk, V. B. Zabolotnyy, J. Geck, D. S. Inosov, A. Koitzsch, J. Fink, M. Knupfer, B. Büchner, V. Hinkov, et al., Phys. Rev. Lett. 96, 117004 (2006).
32. V. B. Zabolotnyy, S. V. Borisenko, A. A. Kordyuk, J. Geck, D. S. Inosov, A. Koitzsch, J. Fink, M. Knupfer, B. Büchner, S. L. Drechsler, et al., Phys. Rev. B 76, 064519 (2007).
33. J. E. Hoffman, E. W. Hudson, K. M. Lang, V. Madhavan, H. Eisaki, S. Uchida, J. C. Davis, Science 295, 466 (2002).
34. Y. Kohsaka, C. Taylor, K. Fujita, A. Schmidt, C. Lupien, T. Hanaguri, M. Azuma, M. Takano, H. Eisaki, H. Takagi, et al., Science 315, 1380 (2007).
35. V. Hinkov, D. Haug, B. Fauqué, P. Bourges, Y. Sidis, A. Ivanov, C. Bernhard, C. T. Lin, B. Keimer, Science 319, 597 (2008).
36. M. Matsuda, M. Fujita, S. Wakimoto, J. A. Fernandez-Baca, J. M. Tranquada, K. Yamada, Phys. Rev. Lett. 101, 197001 (2008).
37. S. A. Kivelson, E. Fradkin, V. J. Emery, Nature 393, 550 (1998).
38. J. Zaanen, O. Gunnarsson, Phys. Rev. B 40, 7391 (1989).
39. H. Y. Kee, E. H. Kim, C. H. Chung, Phys. Rev. B 68, 245109 (2003).
40. Y. J. Kao, H. Y. Kee, Phys. Rev. B 72, 024502 (2005).
41. E. A. Kim, M. J. Lawler, P. Oreto, S. Sachdev, E. Fradkin, S. A. Kivelson, Phys. Rev. B 77, 184514 (2008).
42. K. Sun, M. J. Lawler, E. A. Kim, Phys. Rev. Lett. 104, 106405 (2010).
43. T. Pardini, R. R. P. Singh, A. Katanin, O. P. Sushkov, Phys. Rev. B 78, 024439 (2008).
44. O. P. Sushkov, Phys. Rev. B 79, 174519 (2009).
45. H. Yamase, H. Kohno, J. Phys. Soc. Jpn. 69, 332 (2000).
46. C. Halboth, W. Metzner, Phys. Rev. Lett. 85, 5162 (2000).
47. H. Yamase, H. Kohno, J. Phys. Soc. Jpn. 69, 2151 (2000).
48. V. Oganesyan, S. A. Kivelson, E. Fradkin, Phys. Rev. B 64, 195109 (2001).
49. P. Jakubczyk, W. Metzner, H. Yamase, Phys. Rev. Lett. 103, 220602 (2009).
50. H. Yamase, Phys. Rev. B 80, 115102 (2009).
51. K. B. Cooper, M. P. Lilly, J. P. Eisenstein, L. N. Pfeiffer, K. W. West, Phys. Rev. B 65, 241313 (2002).
52. R. A. Borzi, S. A. Grigera, J. Farrell, R. S. Perry, S. J. S. Lister, S. L. Lee, D. A. Tennant, Y. Maeno, A. P. Mackenzie, Science 315, 214 (2007).
53. Y. Ando, K. Segawa, S. Komiya, A. N. Lavrov, Phys. Rev. Lett. 88, 137005 (2002).
54. M. Fujita, H. Goka, K. Yamada, J. M. Tranquada, L. P. Regnault, Phys. Rev. B 70, 104517 (2004).
55. Y. S. Lee, K. Segawa, Y. Ando, D. N. Basov, Phys. Rev. B 70, 014518 (2004).
56. R. Daou, J. Chang, D. LeBoeuf, O. Cyr-Choiniere, F. Laliberte, N. Doiron-Leyraud, B. J. Ramshaw, R. Liang, D. A. Bonn, W. N. Hardy, et al., Nature 463, 519 (2010).
57. M. Arai, T. Nishijima, Y. Endoh, T. Egami, S. Tajima, K. Tomimoto, Y. Shiohara, M. Takahashi, A. Garrett, S. M. Bennington, Phys. Rev. Lett. 83, 608 (1999).
58. P. Bourges, Y. Sidis, H. F. Fong, L. P. Regnault, J. Bossy, A. Ivanov, B. Keimer, Science 288, 1234 (2000).
59. S. M. Hayden, H. A. Mook, P. C. Dai, T. G. Perring, F. Doǧan, Nature 429, 531 (2004).
60. V. Hinkov, P. Bourges, S. Pailhès, Y. Sidis, A. Ivanov, C. D. Frost, T. G. Perring, C. T. Lin, D. P. Chen, B. Keimer, Nat. Phys. 3, 780 (2007).
61. B. M. Andersen, P. Hedegård, Phys. Rev. Lett. 95, 037002 (2005).
62. D. X. Yao, E. W. Carlson, D. K. Campbell, Phys. Rev. Lett. 97, 107006 (2006).
63. G. S. Uhrig, K. P. Schmidt, M. Grüninger, Phys. Rev. Lett. 93, 267003 (2004).
64. M. Vojta, T. Ulbricht, Phys. Rev. Lett. 93, 127002 (2004).
65. G. Seibold, J. Lorenzana, Phys. Rev. Lett. 94, 107006 (2005).
66. P. A. Lindgård, Phys. Rev. Lett. 95, 217001 (2005).
67. A. I. Milstein, O. P. Sushkov, Phys. Rev. B 78, 014501 (2008).
68. H. Yamase, W. Metzner, Phys. Rev. B 73, 214517 (2006).
69. M. Vojta, T. Vojta, R. K. Kaul, Phys. Rev. Lett. 97, 097001 (2006).
70. N. B. Christensen, D. F. McMorrow, H. M. Rønnow, B. Lake, S. M. Hayden, G. Aeppli, T. G. Perring, M. Mangkorntong, M. Nohara, H. Takagi, Phys. Rev. Lett. 93, 147002 (2004).
71. J. M. Tranquada, H. Woo, T. G. Perring, H. Goka, G. D. Gu, G. Xu, M. Fujita, K. Yamada, Nature 429, 534 (2004).
72. B. Fauqué, Y. Sidis, L. Capogna, A. Ivanov, K. Hradil, C. Ulrich, A. I. Rykov, B. Keimer, P. Bourges, Phys. Rev. B 76, 214512 (2007).
73. G. Xu, G. D. Gu, M. Huecker, B. Fauque, T. G. Perring, L. P. Regnault, J. M. Tranquada, Nat. Phys. 5, 642 (2009).
74. B. Vignolle, S. M. Hayden, D. F. McMorrow, H. M. Ronnow, B. Lake, C. D. Frost, T. G. Perring, Nat. Phys. 3, 163 (2007).
75. O. J. Lipscombe, B. Vignolle, T. G. Perring, C. D. Frost, S. M. Hayden, Phys. Rev. Lett. 102, 167002 (2009).
76. T. Dahm, V. Hinkov, S. V. Borisenko, A. A. Kordyuk, V. B. Zabolotnyy, J. Fink, B. Büchner, D. J. Scalapino, W. Hanke, B. Keimer, Nat. Phys. 5, 217 (2009).
77. V. Hinkov, B. Keimer, A. Ivanov, P. Bourges, Y. Sidis, C. D. Frost (preprint) [arXiv: 1006. 3278].
78. S. Pailhès, Y. Sidis, P. Bourges, C. Ulrich, V. Hinkov, L. P. Regnault, A. Ivanov, B. Liang, C. T. Lin, C. Bernhard, et al., Phys. Rev. Lett. 91, 237002 (2003).
79. V. Hinkov, S. Pailhès, P. Bourges, Y. Sidis, A. Ivanov, A. Kulakov, C. T. Lin, D. P. Chen, C. Bernhard, B. Keimer, Nature 430, 650 (2004).
80. A. V. Pimenov, A. V. Boris, L. Yu, V. Hinkov, T. Wolf, J. L. Tallon, B. Keimer, C. Bernhard, Phys. Rev. Lett. 94, 227003 (2005).
81. B. Fauqué, Y. Sidis, V. Hinkov, S. Pailhès, C. T. Lin, X. Chaud, P. Bourges, Phys. Rev. Lett. 96, 197001 (2006).
82. S. Pailhès, C. Ulrich, B. Fauqué, V. Hinkov, Y. Sidis, A. Ivanov, C. T. Lin, B. Keimer, P. Bourges, Phys. Rev. Lett. 96, 257001 (2006).
83. V. B. Zabolotnyy, S. V. Borisenko, A. A. Kordyuk, D. S. Inosov, A. Koitzsch, J. Geck, J. Fink, M. Knupfer, B. Buechner, S. L. Drechsler, et al., Phys. Rev. B 76, 024502 (2007).
84. A. Waske, C. Hess, B. Büchner, V. Hinkov, C. T. Lin, Physica C 460, 746 (2007).
85. D. S. Inosov, J. Fink, A. A. Kordyuk, S. V. Borisenko, V. B. Zabolotnyy, R. Schuster, M. Knupfer, B. Büchner, R. Follath, H. A. Dürr, et al., Phys. Rev. Lett. 99, 237002 (2007).
86. J. S. White, V. Hinkov, R. W. Heslop, R. J. Lycett, E. M. Forgan, C. Bowell, S. Straessle, A. B. Abrahamsen, M. Laver, C. D. Dewhurst, et al., Phys. Rev. Lett. 102, 097001 (2009).
87. G. Urbanik, T. Hänke, C. Hess, B. Büchner, A. Ciszewski, V. Hinkov, C. T. Lin, B. Keimer, Eur. Phys. J. B 69, 483 (2009).
88. K. Maiti, J. Fink, S. de Jong, M. Gorgoi, C. T. Lin, M. Raichle, V. Hinkov, M. Lambacher, A. Erb, M. S. Golden, Phys. Rev. B 80, 165132 (2009).
89. M. S. Grbić, M. Požek, D. Paar, V. Hinkov, M. Raichle, D. Haug, B. Keimer, N. Barišić, A. Dulčić (preprint) [arXiv: 1005. 4789].
90. F. Onufrieva, P. Pfeuty, Phys. Rev. Lett. 102, 207003 (2009).
91. D. J. Scalapino, J. R. Schrieffer, J. W. Wilkins, Phys. Rev. 148, 263 (1966).
92. T. Dahm, L. Tewordt, Phys. Rev. B 52, 1297 (1995).
93. M. Aichhorn, E. Arrigoni, M. Potthoff, W. Hanke, Phys. Rev. B 76, 224509 (2007).
94. T. A. Maier, A. Macridin, M. Jarrell, D. J. Scalapino, Phys. Rev. B 76, 144516 (2007).
95. H. F. Fong, B. Keimer, D. Reznik, D. L. Milius, I. A. Aksay, Phys. Rev. B 54, 6708 (1996).
96. C. T. Lin, W. Zhou, W. Y. Liang, E. Schönherr, H. Bender, Physica C 195, 291 (1992).
97. V. I. Voronkova, T. Wolf, Physica C 218, 175 (1993).
98. R. X. Liang, D. A. Bonn, W. N. Hardy, Phys. Rev. B 73, 180505 (2006).
99. J. L. Tallon, C. Bernhard, H. Shaked, R. L. Hitterman, J. D. Jorgensen, Phys. Rev. B 51, 12911 (1995).
100. H. F. Fong, P. Bourges, Y. Sidis, L. P. Regnault, J. Bossy, A. Ivanov, D. L. Milius, I. A. Aksay, B. Keimer, Phys. Rev. B 61, 14773 (2000).
101. J. M. Tranquada, G. Shirane, B. Keimer, S. Shamoto, M. Sato, Phys. Rev. B 40, 4503 (1989).
102. M. Déchamps, D. Favrot-Colson, A. Rosová, in Key engineering materials vol. 101-102 (Trans Tech Publications, Switzerland, 1995), p. 217.
103. J. Rossat-Mignod, L. P. Regnault, C. Vettier, P. Bourges, P. Burlet, J. Bossy, J. Y. Henry, G. Lapertot, Physica C 185, 86 (1991).
104. H. F. Fong, B. Keimer, P. W. Anderson, D. Reznik, F. Doǧan, I. A. Aksay, Phys. Rev. Lett. 75, 316 (1995).
105. H. F. Fong, P. Bourges, Y. Sidis, L. P. Regnault, A. Ivanov, G. D. Gu, N. Koshizuka, B. Keimer, Nature 398, 588 (1999).
106. H. He, P. Bourges, Y. Sidis, C. Ulrich, L. P. Regnault, S. Pailhès, N. S. Berzigiarova, N. N. Kolesnikov, B. Keimer, Science 295, 1045 (2002).
107. J. Zhao, P. Dai, S. Li, P. G. Freeman, Y. Onose, Y. Tokura, Phys. Rev. Lett. 99, 017001 (2007).
108. G. Yu, Y. Li, E. M. Motoyama, K. Hradil, R. A. Mole, M. Greven (2008) (preprint) [arXiv: 0803. 3250].
109. G. Yu, Y. Li, E. M. Motoyama, X. Zhao, N. Barisic, Y. Cho, P. Bourges, K. Hradil, R. A. Mole, M. Greven, Phys. Rev. B 81, 064518 (2010).
110. P. Bourges, H. F. Fong, L. P. Regnault, J. Bossy, C. Vettier, D. L. Milius, I. A. Aksay, B. Keimer, Phys. Rev. B 56, 11439 (1997).
111. P. C. Dai, H. A. Mook, F. Dogan, Phys. Rev. Lett. 80, 1738 (1998).
112. H. A. Mook, P. C. Dai, S. M. Hayden, G. Aeppli, T. G. Perring, F. Doǧan, Nature 395, 580 (1998).
113. S. Pailhès, Y. Sidis, P. Bourges, V. Hinkov, A. Ivanov, C. Ulrich, L. Regnault, B. Keimer, Phys. Rev. Lett. 93, 167001 (2004).
114. D. Reznik, J. P. Ismer, I. Eremin, L. Pintschovius, T. Wolf, M. Arai, Y. Endoh, T. Masui, S. Tajima, Phys. Rev. B 78, 132503 (2008).
115. X. Sun, K. Segawa, Y. Ando, Phys. Rev. Lett. 93, 107001 (2004).
116. J. M. Tranquada, B. J. Sternlieb, J. D. Axe, Y. Nakamura, S. Uchida, Nature 375, 561 (1995).
117. M. Fujita, H. Goka, K. Yamada, M. Matsuda, Phys. Rev. Lett. 88, 167008 (2002).
118. N. B. Christensen, H. M. Rønnow, J. Mesot, R. A. Ewings, N. Momono, M. Oda, M. Ido, M. Enderle, D. F. McMorrow, A. T. Boothroyd, Phys. Rev. Lett. 98, 197003 (2007).
119. J. Chang, C. Niedermayer, R. Gilardi, N. B. Christensen, H. M. Rønnow, D. F. McMorrow, M. Ay, J. Stahn, O. Sobolev, A. Hiess, et al., Phys. Rev. B 78, 104525 (2008).
120. P. Abbamonte, A. Rusydi, S. Smadici, G. D. Gu, G. A. Sawatzky, D. L. Feng, Nat. Phys. 1, 155 (2005).
121. B. Grévin, Y. Berthier, G. Collin, Phys. Rev. Lett. 85, 1310 (2000).
122. D. Morr, D. Pines, Phys. Rev. Lett. 81, 1086 (1998).
123. T. Dahm, L. Tewordt, Phys. Rev. Lett. 74, 793 (1995).
124. E. Demler, S. C. Zhang, Phys. Rev. Lett. 75, 4126 (1995).
125. N. Bulut, D. J. Scalapino, Phys. Rev. B 53, 5149 (1996).
126. A. J. Millis, H. Monien, Phys. Rev. B 54, 16172 (1996).
127. T. Dahm, D. Manske, L. Tewordt, Phys. Rev. B 58, 12454 (1998).
128. A. Abanov, A. Chubukov, Phys. Rev. Lett. 83, 1652 (1999).
129. Y. Kao, Q. Si, K. Levin, Phys. Rev. B 61, 11898 (2000).
130. D. Manske, I. Eremin, K. H. Bennemann, Phys. Rev. B 63, 054517 (2001).
131. F. Onufrieva, P. Pfeuty, Phys. Rev. B 65, 054515 (2002).
132. J. Brinckmann, P. A. Lee, Phys. Rev. B 65 (2002).
133. I. Sega, P. Prelovšek, J. Bonča, Phys. Rev. B 68, 054524 (2003).
134. D. S. Inosov, S. V. Borisenko, I. Eremin, A. A. Kordyuk, V. B. Zabolotnyy, J. Geck, A. Koitzsch, J. Fink, M. Knupfer, B. Büchner, et al., Phys. Rev. B 75, 172505 (2007).
135. Y. Kohsaka, C. Taylor, P. Wahl, A. Schmidt, J. Lee, K. Fujita, J. W. Alldredge, K. McElroy, J. Lee, H. Eisaki, et al., Nature 454, 1072 (2008).
136. F. Onufrieva, J. Rossat-Mignod, Phys. Rev. B 52, 7572 (1995).
137. T. Zhou, J. X. Li, Phys. Rev. B 69, 224514 (2004).
138. I. Eremin, D. Manske, Phys. Rev. Lett. 94, 067006 (2005).
139. A. Schnyder, D. Manske, C. Mudry, M. Sigrist, Phys. Rev. B 73, 224523 (2006).
140. T. Kondo, R. Khasanov, Y. Sassa, A. Bendounan, S. Pailhes, J. Chang, J. Mesot, H. Keller, N. D. Zhigadlo, M. Shi, et al., Phys. Rev. B 80, 100505 (2009).