Although it has been difficult to detect the Shubnikov-de Haas effect in cuprates, recent quantum oscillation studies have succeeded in observing the Fermi surface (FS) from overdoped to underdoped regime [1]. From band calculations, a two-dimensional shape is expected for the FS of cuprates, which is consistent with experimental results by quantum oscillation or angler-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) in over-doped regime. In underdoped regime, however, the observed FS is too small; the size of the FS is a fraction of the one in overdoped region, suggesting magnetic anomalies as a possible origin.
Today, I introduce a paper on neutron magnetic scattering for underdoped YBa2Cu3O6+x [2]. In this paper, the authors have observed incommensurate antiferromagnetic order in underdoped regime, indicating that the magnetic order causes the anomaly of the FS. Theoretical studies have discussed the relationship between the incommensurate antiferromagnetic order and the Fermi surface in under-doped regime [3], which is consistent with the results in this paper. I'll introduce the hole concentration‐ and temperature‐dependence of the neutron spectra, and discuss the unusual magnetic order in superconducting regime.
近年、これまでに銅酸化物において困難であったフェルミ面の観測が、角度分解電子分光（ARPES）やShubnikov-de Hass効果[1]によって報告されている。銅酸化物のフェルミ面はバンド計算から二次元のフェルミ面が予想されており、オーバードープ領域では実験結果とよく合う。しかしながら、アンダードープ領域で観測されるフェルミ面のサイズは、バンド計算やオーバードープ領域の実験結果から予想されるものに比べて極端に小さく、磁気的な以上の可能性が示唆されている。
本日は、アンダードープYBa2Cu3O6+xの中性子磁気散乱の論文を紹介する[2]。本論文で著者らは、アンダードープの超伝導領域において非整合型の反強磁性秩序を観測し、この磁気秩序がフェルミ面の異常を引き起こしていると指摘している。また、理論的にも非整合反強磁性秩序とフェルミ面の関係が指摘されており[3]、本論文の結果と矛盾しない。中性子磁気散乱スペクトルのホール濃度依存性・温度依存性について紹介し、超伝導相で起こる磁気秩序について議論したい。