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动态 Hubbard 模型:动能驱动的电荷排出、电荷不均匀性、空穴超导性和迈斯纳效应

超导电性 2013-08-14 v2 强关联电子

摘要

动态 Hubbard 模型描述了原子轨道中电子的波函数在第二个电子占据该轨道时会膨胀的事实。这些模型导致了由动能降低驱动的超导性,这种情况发生在电子能带几乎填满时,且当离子带负电时会产生更高的转变温度。我们表明,在存在无序的情况下,动态 Hubbard 模型中的电荷分布可能高度不均匀,并且有限系统会将{\it 负电荷}从内部排出到表面,而这些倾向在模型产生最高超导转变温度的参数区域中最大。高 TcT_c 铜酸盐材料表现出电荷不均匀性,并且表现出隧穿不对称性,即在 NIS 隧穿结中发射电子而非空穴的倾向更大。我们提出,这些特性以及它们的高 TcT_c 是证据,表明它们受动态 Hubbard 模型所描述的物理机制支配。在超导转变温度以下,此处考虑的模型描述了一种带负电的超流体和带正电的准粒子,这与传统 BCS 超导体中准粒子平均电荷为零的情况不同。我们检查了超流体和准粒子电荷的温度依赖性,并得出结论,在足够低的温度下,在由这些模型描述的超导材料内部及其附近应能观察到自发静电场。此外,我们建议动态 Hubbard 模型中带负电的超流体和带正电的准粒子的动力学可以为超导材料中观察到的迈斯纳效应提供解释。

关键词

引用

@article{arxiv.1302.4178,
  title  = {Dynamic Hubbard model: kinetic energy driven charge expulsion, charge inhomogeneity, hole superconductivity, and Meissner effect},
  author = {J. E. Hirsch},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1302.4178},
  year   = {2013}
}