Electronic charges introduced in copper-oxide planes generate high-transition temperature superconductivity but, under special circumstances, they can also order into filaments called stripes. Whether an underlying tendency of charges to order is present in all cuprates and whether this has any relationship with superconductivity are, however, two highly controversial issues. In order to uncover underlying electronic orders, magnetic fields strong enough to destabilise superconductivity can be used. Such experiments, including quantum oscillations in YBa2Cu3Oy (a notoriously clean cuprate where charge order is not observed) have suggested that superconductivity competes with spin, rather than charge, order. Here, using nuclear magnetic resonance, we demonstrate that high magnetic fields actually induce charge order, without spin order, in the CuO2 planes of YBa2Cu3Oy. The observed static, unidirectional, modulation of the charge density breaks translational symmetry, thus explaining quantum oscillation results, and we argue that it is most likely the same 4a-periodic modulation as in stripe-ordered cuprates. The discovery that it develops only when superconductivity fades away and near the same 1/8th hole doping as in La2-xBaxCuO4 suggests that charge order, although visibly pinned by CuO chains in YBa2Cu3Oy, is an intrinsic propensity of the superconducting planes of high Tc cuprates.

Abstract The pseudogap regime of high-temperature cuprates harbours diverse manifestations of electronic ordering whose exact nature and universality remain debated. Here, we show that the short-ranged charge order recently reported in the normal state of YBa 2 Cu 3 O y corresponds to a truly static modulation of the charge density. We also show that this modulation impacts on most electronic properties, that it appears jointly with intra-unit-cell nematic, but not magnetic, order, and that it exhibits differences with the charge density wave observed at lower temperatures in high magnetic fields. These observations prove mostly universal, they place new constraints on the origin of the charge density wave and they reveal that the charge modulation is pinned by native defects. Similarities with results in layered metals such as NbSe 2 , in which defects nucleate halos of incipient charge density wave at temperatures above the ordering transition, raise the possibility that order–parameter fluctuations, but no static order, would be observed in the normal state of most cuprates if disorder were absent.

In the quest to increase the critical temperature Tc of cuprate superconductors, it is essential to identify the factors that limit the strength of superconductivity. The upper critical field Hc2 is a fundamental measure of that strength, yet there is no agreement on its magnitude and doping dependence in cuprate superconductors. Here we show that the thermal conductivity can be used to directly detect Hc2 in the cuprates YBa2Cu3Oy, YBa2Cu4O8 and Tl2Ba2CuO6+δ, allowing us to map out Hc2 across the doping phase diagram. It exhibits two peaks, each located at a critical point where the Fermi surface of YBa2Cu3Oy is known to undergo a transformation. Below the higher critical point, the condensation energy, obtained directly from Hc2, suffers a sudden 20-fold collapse. This reveals that phase competition—associated with Fermi-surface reconstruction and charge-density-wave order—is a key limiting factor in the superconductivity of cuprates. The point at which a magnetic field kills superconductivity in the cuprates has been difficult to measure. Grissonnanche et al. use thermal conductivity measurements to reliably determine this field and find that it drops suddenly below some critical doping, suggesting the onset of a new competing phase.