Abstract
Superconductivity in the copper oxide systems occurs near a structural instability (orthorhombic↔tetragonal) as well as a metal-insulator transition which can be controlled by doping or oxygen stoichiometry. At low temperatures, the metallic phase becomes superconducting, while the insulating phase shows long range antiferromagnetic order. The structure of most of the high-T c superconductors are layered perovskite with large anisotropy (see Chapter 4), and the most unique feature is the presence of CU-O2 layers which seem to be crucial for the high temperature superconductivity. The only exception is the cubic perovskite Ba 1−x K x BiO 3−y , which has an onset temperature of 30 K but has the CU-O2 layers missing [1]. Instead of antiferromagnetism (spin density wave), the superconducting phase is near a planar breathing-type displacement of the oxygen atoms away from one of the Bi neighbors (charge density wave). It will be interesting to see if this new cubic material has the same mechanism to achieve higher T c as the cuprate superconductors.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Preview
Unable to display preview. Download preview PDF.
References
R. J, Cava et al., Nature (London) 332, 814 (1988).
L. C. Bourne, M. F. Crommie, A. Zettl, H-C. zur Loye, S. W. Keller, K. L. Leary, A. M. Stacy, K. J. Chang, M. L. Cohen and D. E. Morris, Phys. Rev. Lett. 58, 2337 (1987). K. J. Leary, H-C zur Loye, S. W. Keller, T. A. Faltens, W. K. Ham, J. N. Michaels, and A. M. Stacy, Phys. Rev. Lett. 59, 1236 (1987). T. A. Faltens, W. K. Ham. S. W. Keller, K. J. Leary, J. N. Michaels, A. M. Stacy, H-C zur Loye, D. E. Morris, T. W. Barbee, L. C. Bourne, M. L. Cohen, S. Hoen, and A. Zettl, Phys. Rev. Lett. 59, 915 (1987). B. Batlogg, G. Kourouklis, W. Weber, R. J. Cava, A. Jayaraman, A. E. White, K. T. Short, L. W. Rupp, and E. A. Rietman, Phys. Rev. Lett. 59, 912 (1987). L. C. Bourne, A. Zettl, T. W. Barbee and M. L. Cohen, Phys. Rev. B36, 3990 (1987).
P. W. Anderson, G. Baskaran, Z. Zou and T. Hsu, Phys. Rev. Lett. 58, 2790 (1987); P. W. Anderson and Z. Zou, ibid. 60, 132 (1988); S. A. Kivelson, D. S. Rokhsar and J. P. Sethna, Phys. Rev. B 35, 8865 (1987).
V. J. Emery, Phys. Rev. Lett. 58, 2794 (1987); J. E. Hirsch, ibid, 59, 228 (1987); R. H. Parmenter, ibid 59, 923 (1987); J. R. Schrieffer, X.-G. Wen, S.-C. Zhang, ibid 60, 944 (1988); A. Aharony, R. J. Birgeneau, A. Coniglio, M. A. Kastner, and H. E. Stanley, ibid 60, 1330 (1988).
C. M. Varma, S. Schmitt-Rink and E. Abrahams, Solid State Common. 62, 681 (1987).
J. Ruvalds, Phys. Rev. B35, 8869 (1987).
J. D. Jorgensen, H.-B Schuttler, D. G. Hinks, D. W. Capone, II,K. Zhang, M. B. Brodsky, and D. J. Scalapino, Phys. Rev. Lett. 58, 1024 (1987).
For structural details see Chapter 4.
D. Vaknin, S. K. Sinha, D. E. Moncton, D. C. Johnston, J. M. Newsam, C. R. Safinya and H. E. King, Jr, Phys. Rev. Lett. 58, 2802 (1987).
T. Freltoft, J. E. Fischer, G. Shirane, D. E. Moncton, S. K. Sinha, D. Vaknin, J. P. Remeika, A. S. Cooper and D. Harshman, Phys. Rev.B 36, 826 (1987).
D. C. Johnston, J. P. Stokes, D. P. Goshorn and J. T. Lewandowski, Phys. Rev. B 36, 4007 (1987).
G. Shirane, Y. Endoh, R. J. Birgeneau, M. A. Kastner, Y. Hidaka, M. Oda, M. Suzuki, and T. Murakami, Phys. Rev. Lett. 59, 1613 (1987).
L. F. Mattheiss, Phys. Rev. Lett. 58, 1028 (1987).
J. Yu, A. J. Freeman, and J.-H. Xu, Phys. Rev. Lett. 58 1035 (1987).
S. Tanigawa, Y. Mizuhara, Y. Hidaka, M. Oda, M. Suzuki, and T. Murakami, MRS Symposium Proc. 99, 57 (1988).
W. E. Pickett, H. Krakauer, D. A. Papaconstantopoulos, and L. L. Boyer, Phys. Rev. B35, 7252 (1987).
K. Schwarz, Solid State Commun. 64, 421 (1987).
J.-H. Xu, T. J. Watson-Yang, Jaejun Yu, and A. J. Freeman, Phys. Lett. A120, 489 (1987).
W. Weber, Phys. Rev. Lett. 58, 1371 (1987).
T. Fujita, Y, Aoki, Y. Maeno, J. Sakurai, H. Fukuba, and H. Fujii, Jpn. J. Appl. Phys. 26, L368 (1987).
R. V. Kasowski, W. Y. Hsu, and F. Herman, Solid State Commun,. 63, 1077 (1987).
P. A. Sterne and C. S. Wang, Phys. Rev. B37 7472 (1988).
D. A. Papaconstantopoulos, W. E. Pickett, and M. J. DeWeert, Phys. Rev. Lett. 61, 211 (1988).
J. D. Jorgensen, B. W. Veal, W.K. Kwok, G. W. Crabtree, A. Umezawa, L. J. Nowicki, and A. P. Paulikas, Phys. Rev. B36, 5731 (1987).
R.J.Cava, B.Batlogg, C.H.Chen, E.A.Rietman, S.M.Zahurak, and D.Werder, Nature 329, 423 (1987).
J. M. Tranquada, D. E. Cox, W. Kunnmann, H. Moudden, G. Shirane, M. Suenaga, P. Xolliker, D. Vaknin, S. K. Sinha, M. S. Alvarez, A. J. Jacobson, and D. C. Johnston, Phys. Rev. Lett. 60, 156 (1988); J. H. Brewer et al. Phys. Rev. Lett. 60, 1073 (1988). J. W. Lynn, W. H. Li, H. A. Mook, B. C. Sales, and Z. Fisk, Phys. Rev. Lett. 60, 2781 (1988).
L. F. Mattheiss and D. R. Hamann, Solid State Commun. 63, 395 (1987).
S. Massidda, J. Yu, A. J. Freeman and D. D. Koelling, Phys. Lett. A122, 198 (1987).
J. Yu, S. Massidda, A. J. Freeman and D. D. Koelling, Phys. Lett. A122, 203 (1987).
H. Krakauer and W. E. Pickett, in Novel Superconductivity, edited by S. A. Wolf and V. Z. Kresin ( Plenum, New York, 1987 ), p. 501.
W. Y. Ching, Y. Xu, Guang-Lin Zhao, K. W. Wong, and F. Zandiehnadem, Phys. Rev. Lett. 59, 1333 (1987).
D. W. Murphy, S. Sunshine, R. B. van Dover, R. J. Cava, B. Batlogg, S. M. Zahurak and L. F. Schneemeyer, Phys. Rev. Lett. 58, 1888 1987 ).
P. H. Hör, R. L. Meng, Y. Q. Wang, L. Gao, Z. J. Huang, J. Bechtold, K. Foster, and C. W. Chu, Phys. Rev. Lett. 58, 1891 (1987).
E. E. Alp, L. Soderholm, O. K. Shenoy, D. G. Hinks, D. W. Capone II, K. Zhang, and B. D. Dunlap, Phys. Rev. B36, 8910 (1987)
L. C. Semdskjaer, J. Z. Liu, R. Benedek, D. O. Legnini, D. J Lam, M. D.Stahulak, and H. Claus (to be published).
J. Yu, A. J. Freeman, and S. Massidda, in Novel Superconductivity, edited by S. Wolf, and V. Z. Kresin ( Plenum, New York 1987 ), p. 367.
J. Zaanen, A. T. Paxton, O. Jepsen, and O. K. Andersen, Phys. Rev. Lett. 60, 2685 (1988).
H. Maeda, Y. Tanaka, M. Fukutomi and T. Asano, Jpn. J. Appl. Phys. Lett. 27, L209 (1988); C. W. Chu et al, Phys. Rev. Lett. 60, 941 (1988); C. Michel, M. Hervieu, M. M. Borel, A. Grandin, F. Deslandes, J. Povost and B. Ravean, Z. Phys. B 68, 421 (1987).
Z. Z. Sheng, A. M. Hermann, A. El Ali, C. Almasan, J. Estrada, T. Datta, and R. J. Matson, Phys. Rev. Lett. 60, 937 (1988); S. S. P. Parkin, V. Y. Lee, E. M. Engler, A. I. Nazzal, T. C. Huang, G. Gorman, R. Savoy and R. Beyers, Phys. Rev. Lett. 60, 2539 (1988); ibid 61, 750 (1988).
S. A. Sunshine T. Siegrist, L. F. Schneemeyer, D. W. Murphy, R. J. Cava, B. Battlog, R. B. van Dover, R. M. Fleming, S. H. Glarum, S. Nakahara, R. Farrow, J. J. Krajewski, S. M. Zahurak, J. V. Waszczak, J. H. Marshall, P. Marsh, L. W. Rupp, and W. F. Peck, Phys. Rev. B38, 893 (1988).
R. M. Hazen T. C. Prewitt, R. J. Angel, N. L. Ross, L. W. Finger, C. G. Hadidiacos, D. R. Veblen, P J. Heaney, P. H. Hor, R. L. Meng, Y. Y. Sun, Y. Q. Wang, Y, Y Xue, H. J. Hung, L. Gao, J. Bechtold, and C. W. Chu, Phys. Rev. Lett. 60, 1174 (1988), J. M. Tarascon, Y. Le Page, P. Barboux, B. G. Bagley, L. H. Greene, W. R. McKinnon, G. W. Hull, M. Giroud, and D. M. Hwang (preprint). M. A. Subramanian C. C. Torardi, J. C. Calabrese, J. Gopalakrishnan, K. J. Morrissey, T. R. Askew, R. B. Flippen, U. Chowdhry, A. W. Sleight, Science 239, 1015 (1988).
R. M. Hazen, L. W. Finger, R. J. Angel, C. T. Prewitt, N. L. Ross, C. G. Hadidiacos, P. J. Heaney, D. R. Veblen, Z. Z. Sheng, E. El Ali, and A. M. Hermann, Phys. Rev. Lett. 60, 1657 (1988).
J. B. Torrance, Y. Tokora, S. J. LaPlaca, T. C. Huang, R. J. Savoy and A. I. Nazzal, Solid State Commun. 66, 703 (1988).
P. A. Sterne and C. S. Wang, J. Phys. C 21, L949 (1988).
M. S. Hybertsen and L. F. Mattheiss, Phys. Rev. Lett. 60, 1661 (1988).
H. Krakauer and W. E. Pickett, Phys. Rev. Lett. 60, 1665 1988 ).
A. J. Freeman» J. Yu, and S. Massidda, Physica C153–155, 1225 (1988).
J. D. Jorgensen, H.-B. Schüttler, D. O. Hinks, D. W. Capone, H. K. Zhang and M. B. Brodsky, Phys. Rev. Lett. 58, 1024 (1987).
F. Beech, S. Miraglia, A. Santoro and R. S. Roth, Phys. Rev. B35, 8778 (1987).
S. Shamoto, M. Onoda, M. Sato and S. Hosoya, Solid State Commun. 62, 479 (1987).
A. Umezawa, G. W. Crabtree, J. Z. Liu, T. J. Moran, S. K. Malik, L. H. Nunez, W. L. Kwok, and C. H. Sowers, Phys. Rev. B38, 2843 (1988).
B. Batlogg, T. T. M. Palstra, L. F. Schneemeyer, R. B. vanDover and R. J.Cava, Physica C153–155, 1062 (1988).
Y. Yeshurun and A. P. Malozemoff, Phys. Rev. Lett. 60, 2202 (1988).
J. M. Wheatley, T. C. Hsu, and P. W. Anderson, Phys. Rev. B38, (1988); J. M. Wheatley, T. C. Hsu, and P. W. Anderson, Nature 333, 121 (1988).
J. Yu, S. Massidda, and A. J. Freeman, Physica C 152, 273 (1988).
D. R. Hamann and L. F. Mattheiss, Phys. Rev. B38, 5138 (1988).
R. V. Kasowski, W. Y. Hsu, and F. Herman, Phys. Rev. B38, 6470 (1988).
R. V. Kasowski, W. Y. Hsu, and F. Herman, Phys. Rev. B36, 7248 (1987).
F. Herman, R. V. Kasowski, and W. Y. Hsu, Phys. Rev. B36, 2309 (1987).
F. Herman, R. V. Kasowski, and W. Y. Hsu, Phys. Rev. B36, 7248 (1987).
A. W. Hewat, P. Bordet, J. J. Capponi, C. Chaillout, J. Chenavas, M. Godinho, E. A. Hewat, J. L. Hodeau, M. Marezio, submitted to Physica C153–155, 369 (1988).
M. Lee, Y.-Q. Song, W. P. Halperin, L. M. Tonge, T. J. Marks, H. O. Marcy, and C. R. Kannewurr, to be published.
J. Ashkenazi and C. G. Kuper to be published in the Proc. of “Superconductivity, New Models, New Applications” Les Houches, J. de Physique (colloque ) (1988).
See, for example, D. J. Scalapino in Superconductivity, edited by R. D. Parks (New York: Dekker) vol. 2, chap. 10 (1969).
G. D. Gaspari and B. L. Gyorffy, Phys. Rev. Lett. 28, 801 (1972).
R. E. Cohen, W. E. Pickett, L. L. Boyer, H. Krakauer, Phys. Rev. Lett. 60, 817 (1988).
C. L. Fu and A. J. Freeman, Phys. Rev. B35, 8861 (1987).
P. B. Allen, W. E. Pickett, and H. Krakauer, Phys. Rev. B37, 7482 (1988); ibid, Phys. Rev. B36, 3926 (1987).
J. R. Hardy, and J. W. Flocken, Phys. Rev. Lett. 60, 2191 (1988).
S. Etemad, D. E.Aspenes, M. K. Kelly, R. Thompson, J.-M. Tarascon, and O. W. Hull, Phys. Rev. B37, 3396 (1987).
J. Orenstein, O. A. Thomas, D. H. Rapkine, C. O. Bethea, B. F. Levine, R. J. Cava, E. A. Rietman, and D. W. Johnson, Jr., Phys. Rev. B36, 729 (1987).
S. L. Herr, K. Karmaras, C. D. Porter, M. O. Doss, and D. B. Tanner, D. A. Bonn, J. E. Greedan, C. V. Stager, and T. Timusk, Phys. Rev. B36, 733 (1987).
K. Kamaras, C. D. Porter, M. G. Doss, S. L. Herr, D. B. Tanner, D. A Bonn, J. E. Greedan, A. H. O’Reilly, C. V. Stager, and T. Timusk, Phys. Rev. Lett. 59, 919 (1987).
S. Tajima, S. Uchida, M. Ishii, H. Takaji, and S. Tanaka, Jpn. J. Appl. Phys. 26, 1007 (1987).
R. T. Collins, Z. Schlesinger, R. H. Koch, R. B. Laibowitz, T. S. Plaskett, P. Freitas, W. J. Gallagher, R. L. Sandstrom, and T. R. Dinger, Phys. Rev. Lett. 59, 704 (1987).
I. Bozovic, D. Kirillov, A. Kapitulnik, K. Char, M. R. Hahn, M. R. Beasley, T. H. Geballe, Y1 H, Kim, and A. J. Heeger, Phys. Rev. Lett. 59, 2219 (1987).
J. Orenstein and D. H. Rapkine, Phys. Rev. Lett. 60, 968 (1988).
Guang-Lin Zhao, Y. Xu, W. Y. Ching, and K. W. Wong, Phys. Rev. B36, 7203 (1987).
M. Suzuki, and T Murakami, Jpn. J. Appl. Phys. 26, L524 (1987).
S. W. Tozer, A. W. Kleinsasser, T. Penney, D. Kaiser, and F. Holtzberg, Phys. Rev. Lett. 59, 1768 (1987).
J. C. Slater and G. F. Koster, Phys. Rev. 94, 1498 (1954).
T. C. Leung, X. W. Wang, and B. M. Harmon, Phys. Rev. B37, 384 (1988).
P. A. Sterne, C. S. Wang, G. M. Stocks, and W. M. Temmerman, Materials Res. Soc. Proc. 99, 353 (1988).
D. Vaknin, S.K. Sinha, D. E. Moncton, D. C. Johnston, J. Newsam, C. R. Safinya, and H. E. King Jr., Phys. Rev. Lett. 58, 2802 (1987).
S. T. Chui, Robert V. Kasowski, and William Y. Hsu, Phys. Rev. Lett. 61, 207 (1988).
J. C. Fuggle, P. J. W. Weijs, R. Schoorl, G. A. Sawatzky, J. Fink, N. Niicker, P. J. Durham and W. M. Temmerman, Phys. Rev. B37, 123 (1988).
A. Fujimori, E. Takayama-Muromachi, Y. Uchida, and B. Okai, Phys. Rev. B35, 8814 (1987).
Zhi-xun Shen, J. W. Allen, J. J. Yeh, J.-S. Kang, W. Ellis, W. Spicer, I. Lindau, M. B. Maple, Y. D. Dalichaouch, M. S. Torikachvili, J. Z. Sun and T. H. Geballe, Phys. Rev. B36, 8414 (1987).
H. Chen, J. Callaway, and P. K. Misra, Phys. Rev. B36, 8863 (1987).
J. S. Yarmoff, D. R. Clarke, W. Drube, U. O. Karlsson, A. Taleb-Ibrahimi, and F. J. Himpsel, Phys. Rev. B36, 3967 (1988).
N. Nücker, J. Fink, J. C. Fuggle, P. J. Durham and W. M. Temmerman, Phys. Rev. B37, 5158 (1988).
A. Bianconi, A. Congiu Castellano, M. De Santis, P Rudolf, P. Lagarde, A. M. Flank and A. Marcelli, Solid State Commun. 63, 1009 (1987).
A. K. McMahn, R. M. Martin, and S. Satpathy, Phys. Rev. B38, 6650 (1988).
C. F. Chen, X. W. Wang, T. C. Leung, and B. N. Harmon (to be published).
M. Schlüter, M. S. Hybertsen, and N. E. Christensen, Physica C153–155, 1217 (1988).
J. Zaanen, O. Jepsen, O. Ounnarsson, A. T. Paxton, O. K. Andersen, and A. Svane, Physica C153–155, (1988).
O. Gunnarsson and K. Schönhammer, Phys. Rev. B28, 4315 (1983).
K. Terakura,T. Oguchi,A. R. Williams, and J. Kubier, Phys. Rev. B30 4734 (1984).
B. H. Brandow,to be published in the proceedings of the NATO Advanced Workshop, “Narrow Band Phenomena”, Steverden, Netherlands, June 1–5 (1987).
A. Svane and O. Gunnarsson, Phys. Rev. B37, 9919 (1988); A. Svane and O. Gunnarsson (to be published).
J. Zaanen, G. A. Sawatzky, and J. W. Allen, Phys. Rev. Lett. 55, 428 (1985).
C. M. Varma, Phys. Rev. Lett. 55, 2723 (1985).
C. S. Wang, H. Krakauer, W. E. Pickett, J. Phys. F 16, L287 (1986).
C. S. Wang, M. R. Norman, R. C. Albers, A. M. Boring, W. E. Pickett, H. Krakauer, and N. E.Christensen, Phys. Rev. B35 7260 (1987).
L. Taillefer and G. G. Lonzarich, Phys. Rev. Lett. 60, 1570 (1988).
L. Hedin and S. Lundqvist, Solid State Phys. 23, 1 (1969).
J. M. Luttinger, Phys. Rev. 119, 1153 (1960).
M. R. Norman, T. Oguchi, and A. J. Freeman (unpublished). 166
G. R. Stewart, Rev. Mod. Phys. 56, 755 (1984).
M. R. Norman» W. E. Pickett, H. Krakauer, and C. S. Wang, Phys. Rev. B36, 4058 (1987).
P. G. McQueen, and C. S. Wang (to be published).
Y. Endoh, K. Yamada, R. J. Birgeneau, d. R. Gabbe, H. P. Jenssen, M. A. Kastner, C. J. Peters, P. J. Picone, T. R. Thurston, J. M. Tranquada, G. Shirane, Y. Hidaka, M. Oda, Y. Enomoto, M. Suzuki, and T. Murakami, Phys. Rev. B37, 7443 (1988).
G. Shirane, Int. Conf. on Mag. ( Paris, 1988 ), J. de Physique (Colloque) (to be published).
A. Bhattacharya, P. G. McQueen, C. S. Wang, and T. Einstein (to be published). 167
J. E. Hirsch, S. Tang, E. Loh, Jr., D. J. Scalapino, Phys. Rev. Lett. 60, 1668 (1988).
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 1990 Springer-Verlag New York Inc.
About this chapter
Cite this chapter
Wang, Cp.S. (1990). Electronic Structure, Lattice Dynamics, and Magnetic Interactions. In: Lynn, J.W. (eds) High Temperature Superconductivity. Graduate Texts in Contemporary Physics. Springer, New York, NY. https://doi.org/10.1007/978-1-4612-3222-3_5
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4612-3222-3_5
Publisher Name: Springer, New York, NY
Print ISBN: 978-1-4612-7921-1
Online ISBN: 978-1-4612-3222-3
eBook Packages: Springer Book Archive