論文の概要: Short-Range Modulated Electron Lattice and d-Wave Superconductivity in Cuprates: A Phenomenological Ginzburg-Landau Framework

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.03368v1
• Date: Wed, 03 Dec 2025 02:02:14 GMT
• ステータス: 情報取得中
• システム内更新日: 2025-12-04 11:58:15.99712
• Title: Short-Range Modulated Electron Lattice and d-Wave Superconductivity in Cuprates: A Phenomenological Ginzburg-Landau Framework
• Title（参考訳）: 銅酸化物の短距離変調電子格子とd波超伝導--現象論的ギンズバーグ・ランダウの枠組み-
• Authors: Jaehwahn Kim, Davis A. Rens, Waqas Khalid, Hyunchul Kim,
• Abstract要約: 我々は、電子電荷密度対を$d$マイクロ波超伝導凝縮体に短距離変調した高T_c$銅酸化物のフレームワークを開発する。 得られた変調電子格子(MEL)状態は、長距離静電荷密度波列とは異なる。 このフレームワークは、MEL相関長、超流動剛性、障害、渦ピンニングの相関関係を示し、カップレート観察をテスト可能なSTM/STS予測に整理する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7978130585680407
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• Abstract: We develop a phenomenological Ginzburg-Landau (GL) framework for high-$T_c$ cuprates in which a short-range modulation of the electronic charge density couples to a $d$-wave superconducting condensate. The resulting modulated electron lattice (MEL) state is distinct from long-range static charge density wave order: it is short range, partially phase coherent, and linked to superconducting coherence. A preferred wave vector $q^{\ast} \approx 0.3$ reciprocal lattice units along the Cu-O bond direction emerges from the interplay between a momentum-dependent susceptibility and bond-stretching phonons, consistent with neutron and x-ray data on YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ and related cuprates. The GL free energy contains coupled $d$-wave superconducting and charge sectors with parameters constrained by optimally doped YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$. We identify an MEL enhancement window in doping, temperature, MEL correlation length, and disorder where a coherence linked modulation enhances the superfluid stiffness. Classical Monte Carlo simulations yield an in-plane stiffness enhancement of order ten percent, which we treat as a qualitative prediction to be tested by self-consistent Bogoliubov de Gennes calculations. The MEL framework yields falsifiable experimental signatures. For scanning tunneling spectroscopy in Bi-based cuprates we highlight two predictions: the Fourier-transformed local density of states should exhibit a $q^{\ast} \approx 0.3$ peak whose spectral weight sharpens as superconducting phase coherence develops below $T_c$, in contrast to static charge scenarios, and the local gap magnitude $Δ(r)$ should correlate positively with the local MEL amplitude. The framework implies correlations between MEL correlation length, superfluid stiffness, disorder, and vortex pinning, and organizes cuprate observations into testable STM/STS predictions.
• Abstract（参考訳）: 我々は, 電子電荷密度の短距離変調を$d$マイクロ波超伝導凝縮体に行う, 高いT_c$銅酸化物に対する現象論的ギンズバーグ・ランダウ(GL)フレームワークを開発した。 得られた変調電子格子(MEL)状態は、短距離で部分的に位相コヒーレントであり、超伝導コヒーレンスと結びついている、長距離静電荷密度波の順序とは異なる。 好ましい波動ベクトル $q^{\ast} \approx 0.3$逆格子ユニットは、YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$の中性子とX線データと関連するカップレートとの相互作用から現れる。 GL自由エネルギーは、最適にドープされたYBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$で制約されたパラメータを持つ、d$-wave超伝導と電荷セクターの結合を含む。 ドッピング,温度,MEL相関長,障害におけるMEL拡張ウィンドウを同定し,コヒーレンスリンク変調により超流動剛性を高める。 古典的モンテカルロシミュレーションは平面内剛性を10%向上させ、これはボゴリューボフ・ド・ジェンヌの自己整合計算によって検証される定性的予測として扱う。 MELフレームワークは、偽造可能な実験的シグネチャを生成する。 フーリエ変換された状態の局所密度は、超伝導相のコヒーレンスが静的電荷のシナリオと対照的にT_c$以下になるにつれて、スペクトルの重みが鋭くなる$q^{\ast} \approx 0.3$ピークを示し、局所ギャップの大きさ$Δ(r)$は局所MEL振幅と正の相関を示す。 このフレームワークは、MEL相関長、超流動剛性、障害、渦ピンニングの相関関係を示し、カップレート観察をテスト可能なSTM/STS予測に整理する。

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