酸化物高温超伝導体の電子状態のゲージ理論による研究

氧化物高温超导体电子态规范理论研究

• 批准号: 05224229
• 负责人: 久保木 一浩
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05224229/
• 关键词: 酸化物高温超伝導体; 電子状態; ゲージ理論; 強相関電子系; t-Jモデル; 一様RVB状態; 常伝導相; フラックス相

酸化物高温超伝導体の低エネルギー電子状態は2次元t-Jモデルで記述する事ができる。このモデルのスレーブボソン平均場近似による温度・ドーピング率平面での相図は実験的に観測されるものと定性的に一致し、またゆらぎをゲージ場として取り扱う事で常伝導相での輸送現象を説明できる可能性が指摘されている。他方磁気的性質に対するゆらぎの影響は比較的小さいと考えられてきたが理論・実験の比較が詳細になるにつれ、平均場近似の結果と実験結果の間のいくつかの不一致点の存在も明らかになってきた。とくにいわゆるLow-doping領域でのスピンギャップ現象に関して実験では一様帯磁率_X(0)がNMR緩和率(T_1T)^<-1>よりはるかに高温から減少し始めるのに対し平均場近似では両者が同一点から減少する事が問題になっている。本研究ではこの観点から磁性に対するゲージ場の影響について考察を行った。ゲージ場の_X(0)への寄与を調べたところ、これはドーピング率が小さいほど大きく、_X(0)は平均場近似のものより増加する事がわかった。しかしこの寄与は全体に小さく、ここからは_X(0)の強い温度依存性は現れなかった。この考察は従来同様に長波長のゲージ場のみを考慮したものであるが磁性に対しては短波長のゲージ場から大きな寄与がある可能性があるためこの点についても調べた。その結果摂動の最低次での扱いでは常伝導相を表す一様RVB状態から交替フラックス状態への不安定化が起きてしまう事がわかった。この点はゲージ場を自己無撞着にくりこむ事で改善される可能性があり、さらに研究を続ける必要がある。以上の結果については現在J.Phys.Soc.Jpnに投稿中および投稿準備中である。

氧化物高温超导体的低能电子态可以用二维t-J模型来描述。该模型基于从玻色子平均场近似的温度/掺杂率平面上的相图与实验观察到的定性一致，并且通过将波动视为规范场，我们可以理解正相A中的输运现象。已经指出了可能的解释。另一方面，人们一直认为涨落对磁性能的影响相对较小，但随着理论与实验之间的比较变得更加详细，我们发现平均场近似的结果与实际结果之间存在一些差异。实验结果就变成了。特别是，关于所谓低掺杂区域的自旋间隙现象，实验表明，均匀磁化率_X(0)在比NMR弛豫率(T_1T)^<-1高得多的温度下开始下降>，而在平均场近似中，问题在于两者从同一点开始减小。在本研究中，我们从这个角度考虑了规范场对磁性的影响。当我们研究规范场对_X(0)的贡献时，我们发现随着掺杂率变小，规范场变得更大，并且_X(0)比平均场近似增加更多。然而，这种贡献总体上很小，并且从这一点来看_X(0)没有出现强烈的温度依赖性。与传统方法一样，这种考虑仅考虑了长波长规范场，但由于短波长规范场可能对磁性有很大贡献，因此我们也研究了这一点。结果发现，当处理最低阶扰动时，从代表正相的均匀RVB状态到交变磁通状态出现不稳定。这一点可以通过自洽重整规范场来改善，还需要进一步的研究。上述结果目前正在提交或准备提交给 J.Phys.Soc.Jpn。