超伝導の波に隠された「もう一つの周期」を発見! ―共鳴軟X線散乱が解き明かす未踏の電子秩序―

2026-09-08 東北大学

La系銅酸化物高温超伝導体を対象に、超伝導を担う電子対の密度が空間的に周期変調する「ペア密度波(PDW)」に関連する新たな電子秩序を発見した研究です。東北大学などの国際研究チームは、共鳴軟X線散乱(RSXS)を用いて、Sr置換LBCOとFe置換LSCOから、主要な電荷密度波(CDW)の約2倍の周期に相当する微弱な「サブハーモニック応答」を検出しました。この応答はPDW相関と整合し、PDWが一様な超伝導やストライプ秩序と共存・干渉する可能性を示します。PDWそのものの単独証明ではないものの、これまで直接捉えることが難しかったPDW相関を検証する新たな実験的指標となります。高温超伝導における複雑な電子秩序の理解を進める重要な成果です。

超伝導の波に隠された「もう一つの周期」を発見! ―共鳴軟X線散乱が解き明かす未踏の電子秩序―
図1. La系銅酸化物における絡み合った電子秩序の模式図。冷却に伴いCDW・スピン密度波・PDW相関・三次元超伝導が異なる温度領域で発達する。PDW変調は、主要なCDWの約2倍の実空間周期(4aに対して8a)を取り得る。

<関連情報>

La系銅酸化物におけるサブハーモニック電荷密度波相関の観測 Observation of subharmonic charge-density-wave correlations in La-based cuprates

J.-S. Lee, S. A. Kivelson, H. Lee, T. Wang, Y. Ikeda, T. Taniguchi, C.-T. Kuo, M. Fujita, and C.-C. Kao
Physical Review B  Published :31 August, 2026
DOI: https://doi.org/10.1103/djbs-mcz5

Abstract

Pair-density-wave (PDW) correlations have been proposed as an important ingredient in the complex phase diagram of high-Tc cuprates, yet bulk-sensitive experimental signatures remain scarce. Here, we report resonant x-ray scattering measurements revealing a subharmonic charge-density-wave (CDW) scattering response in Sr-doped 1/8⁢−La1.875⁢Ba0.125⁢CuO4 (LBCO). The subharmonic response appears at approximately half the primary CDW ordering wave vector and emerges within a physically relevant temperature regime associated with the development of in-plane superconducting correlations. Comparable subharmonic behavior is also observed in a chemically distinct La-based cuprate, La1.87⁢Sr0.13⁢Cu0.99⁢Fe0.01⁢O4 (LSCO), within the same stripe-ordered, layer-decoupled regime. Together, these observations identify a bulk-sensitive scattering signature that is consistent with PDW correlations in La-based superconducting cuprates.

1701物理及び化学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました