銅酸化物高温超伝導体における新しいペアリング状態に関する理論的研究

铜酸盐高温超导体新配对态的理论研究

• 批准号: 10740164
• 负责人: 黒木 和彦
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10740164/
• 关键词: 高温超伝導; スピン揺らぎ; フェルミ面; 酸化物; 揺らぎ交換近似; 有機導体; 銅酸化物; ペアリング対称性; ハバード模型; 量子モンテカルロ法; 有機超伝導体; 高温超伝導; スピン揺らぎ; フェルミ面; 酸化物; 揺らぎ交換近似; 有機導体; 銅酸化物; ペアリング対称性; ハバード模型; 量子モンテカルロ法; 有機超伝導体

銅酸化物におけるd波超伝導の発見以来、スピン揺らぎ機構による異方的超伝導に対する関心が高まっているが、銅酸化物においてその層状構造(2次元性)が超伝導にどのように効いているのかは明らかになっていない。また、近年はルテニウム酸化物や有機導体においてトリプレットp波超伝導の可能性が指摘され、注目を集めている。そこで、我々は2および3次元の様々な格子構造上のハバード模型に対して揺らぎ交換近似を適用し、d波およびp波超伝導の可能性を調べた。その結果、2次元の方が3次元よりも有利であること、ならびにd波の方がp波よりも有理であることがわかった。これらの結果は、銅酸化物高温超伝導体が、スピン揺らぎ機構による超伝導という観点からみて最適な状況に対応していることを表している。銅酸化物高温超伝導体においてはスピンの揺らぎが重要な役割を演じていると考えられているが、近年、中性子散乱実験により、スピン構造の詳細が明らかにされつつある。特に正孔ドープ系にみられる、格子と非整合なスピン構造の変調は「ストライプ」と呼ばれる電荷・スピンの一次元的な秩序状態によって説明できるとの提案がなされているが、一方において角度分解型光電子分光実験で観測されているフェルミ面の形状からどこまでスピン構造が理解できるのかにも関心が持たれる。そこで我々はハバード模型に対して揺らぎ交換近似を用いて帯磁率、およびフェルミ面を計算し、主な銅酸化物に対してフェルミ面の形状とスピン構造とが整合している事を示した。とりわけ、電子ドープ型NCCOにおいてスピン構造が整合的になること、およびLSCOの高ドープ領域においてスピン構造の非整合性が飽和すること、などはフェルミ面の形状から理解できる事を示した。

自从铜氧化物中发现D波超导性以来，人们对各向异性超导性的兴趣越来越大，但尚不清楚其分层结构（二维）如何在铜氧化物中具有超导性。近年来，已经指出了三胞胎P波超导性超导性的可能性，并引起了人们的注意。因此，我们将波动交换近似值应用于两个和三个维度的各种晶格结构上的哈伯德模型，以检查D-和P-波超导性的可能性。结果表明，二维性比三维性具有优势，并且D波比P波更合理。这些结果表明，由于自旋波动机制，从超导性的角度来看，氧化铜高温超导体对应于最佳情况。据认为，自旋波动在高温氧化铜超导体中起重要作用，但是近年来，通过中子散射实验揭示了自旋结构的细节。有人提出，可以通过一维有序的充电状态和自旋（称为“条纹”）来解释与晶格不一致的旋转结构的调节，但另一方面，对于fermi表面的旋转形状可以理解多远，在fermi表面的形状中也有兴趣。因此，我们使用Hubbard模型的波动交换近似计算了磁敏感性和费米表面，表明费米表面的形状和自旋结构与主氧化铜一致。特别是，表明旋转结构在电子掺杂的NCCO中是一致的，并且在LSCO的高度掺杂区域中饱和的自旋结构的不一致，并且可以理解费米表面的形状。