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

基本信息

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

项目摘要

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。

自从发现铜酸盐中的d波超导性以来，由于自旋涨落机制，人们对各向异性超导性越来越感兴趣，但目前尚不清楚铜酸盐的层状结构（二维性）如何影响超导性是否存在。有任何。此外，近年来，氧化钌和有机导体中三线态p波超导的可能性已被指出并引起关注。因此，我们将波动交换近似应用于各种二维和三维晶格结构的哈伯德模型，以研究d波和p波超导的可能性。结果，我们发现 2D 比 3D 更有优势，并且 d 波比 p 波更理性。这些结果表明，由于自旋涨落机制，铜酸盐高温超导体符合超导性的最佳情况。自旋涨落被认为在铜酸盐高温超导体中发挥着重要作用，近年来，中子散射实验已经开始阐明自旋结构的细节。特别是，有人提出，在空穴掺杂系统中观察到的与晶格不一致的自旋结构的调制可以通过称为“条纹”的电荷和自旋的一维有序状态来解释。人们还感兴趣的是，从光电子能谱实验中观察到的费米表面的形状可以理解多少自旋结构。因此，我们利用哈伯德模型的涨落交换近似计算了磁化率和费米面，结果表明费米面的形状和自旋结构与主要铜酸盐一致。特别是，我们证明了电子掺杂NCCO中自旋结构的一致性和LSCO高掺杂区自旋结构不一致性的饱和可以从费米面的形状来理解。