銅酸化物の超伝導状態における励起スペクトルの理論的研究

铜酸盐超导态激发光谱的理论研究

基本信息

批准号：
08640444
负责人：
太田幸則
金额：
$ 0.51万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

大型計算機を用いた計算物理学的手法である有限系の数値的厳密対角化法を用いて、二次元強相関電子模型の超伝導状態及びその低エネルギー励起の研究を行った。特に、二次元t-J模型の絶縁相近傍の超伝導を、強い反強磁性スピン相関の結果形成されるホール準粒子間のペアリングという観点、およびd波の内部自由度を持つ強い引力で結合したペアの集団のダイナミクスという観点、から重点的に研究した。前者では、ドープされた2次元t-J模型の少数有限系に対して、その全ての低エネルギー固有状態に渡る運動量分布関数が、運動量に対してゆっくり変化する部分と急激に変化する部分の和で書かれ、ゆっくり変化する部分は、どの低エネルギー状態に対しても実質的にほとんど等価であり、いわゆる1ホール問題の運動量分布から簡単なスケーリングによって求めることができることを示した。この計算結果は、t-J模型における「準粒子」の運動量分布、ないしは少数系での「フェルミ面」に対応するものを与える。また後者では、銅酸化物超伝導の特徴であるキャリア数が少ないこと、キャリア間の引力が比較的強いこと、そしてペア波動関数がd波の内部自由度を持つこと、の3点を満たす有効ハミルトニアンを構築し、この模型の低エネルギー励起が、あるパラメータ領域でBCSペアリング理論におけるボゴリューボス準粒子描像によって良く記述出来ることを示した。さらにこれらの研究の拡張として、擬2次元有機超伝導体である(BEDT-TTF)_2X系の電子状態を、多バンドハバ-ド模型およびt-J模型の枠内で据え、これらの模型の磁気的・電子的基底状態の可能な相図を提案した。特に、1/4フィリングのt-Jにおけるd波超伝導の、二量体化による増進という機構を提案した。

我们使用有限系统的数值精确对角化方法（一种使用大型计算机的计算物理方法）研究了二维强相关电子模型中的超导态及其低能激发。特别是，我们从强反铁磁自旋相关性形成的空穴准粒子之间配对的角度研究了二维 t-J 模型绝缘相附近的超导性，并通过强吸引力与 d- 的内部自由度耦合。我们的研究重点是群体对的动力学。在前者中，对于少数掺杂二维t-J模型的有限系统，其所有低能本征态的动量分布函数被写为动量缓慢变化部分和快速变化部分之和。他表明，缓慢变化的部分实际上对于任何低能态都是等效的，并且可以通过所谓的单孔问题的动量分布的简单缩放来找到。这一计算结果给出了t-J模型中“准粒子”的动量分布，或者说是小数系中“费米面”对应的动量分布。此外，后者是满足铜酸盐超导三个特点的有效方法：载流子数量少，载流子之间的吸引力较强，并且对波函数具有d波的内部自由度。哈密顿量，表明该模型的低能激发在一定参数范围内可以用BCS配对理论中的bogoliubos准粒子图很好地描述。此外，作为这些研究的延伸，我们在多带哈伯德模型和t-J模型的框架内设置了（BEDT-TTF）_2X系统（伪二维有机超导体）的电子态，并研究了提出了这些模型的磁特性。特别是，我们提出了一种通过二聚化增强 1/4 填充 t-J 中 d 波超导性的机制。