1. Superconduttività e antiferromagnetismo: I cuprati sono noti per mostrare un'interazione unica tra superconduttività e antiferromagnetismo. Nei cuprati non drogati, come La₂CuO₄, forti interazioni antiferromagnetiche tra gli spin del rame portano a uno stato magnetico ordinato a lungo raggio. Dopo il drogaggio con portatori di carica (come i buchi sostituendo La con Sr o Ba), l'ordine antiferromagnetico viene soppresso ed emerge la superconduttività. Questa competizione e coesistenza di superconduttività e antiferromagnetismo viene spesso definita fenomeno della "separazione della carica di spin" nei cuprati.
2. Interazioni di scambio: Le proprietà magnetiche dei cuprati sono fondamentalmente influenzate dalle interazioni di scambio tra gli ioni rame. L'interazione di scambio dominante nei cuprati è l'interazione di superscambio, che è mediata dagli ioni di ossigeno nei piani CuO₂. Questa interazione dipende dalla configurazione elettronica e dalle simmetrie orbitali degli ioni rame coinvolti. Il drogaggio modifica gli stati elettronici e, di conseguenza, la natura e la forza di queste interazioni di scambio, portando a cambiamenti nelle proprietà magnetiche. Ad esempio, nel caso dei cuprati drogati con lacune, l'introduzione di lacune negli orbitali p dell'ossigeno può modificare le interazioni di superscambio e favorire la formazione di coppie di Cooper, promuovendo la superconduttività.
Questi meccanismi fisici sono strettamente connessi e la loro interazione dà origine al complesso comportamento magnetico osservato nei cuprati drogati. Comprendere e controllare questi meccanismi è essenziale per ottimizzare le proprietà superconduttrici dei superconduttori cuprati e sbloccare il loro potenziale per varie applicazioni tecnologiche.
