高温铜氧化物超导体的电荷三重态模型

从一个针对 CuO$_2$ 平面的最小模型出发，其格点 Hilbert 空间约化为三个有效价态中心 [CuO$_4$]$^{7-,6-,5-}$（名义上为 Cu$^{1+,2+,3+}$）的电荷三重态，它们具有不同的常规自旋、不同的轨道对称性以及不同的局域晶格构型，我们发展了一个统一的非 BCS 自旋-赝自旋模型来描述掺杂铜氧化物的主要相态。我们论证，反铁磁绝缘相、电荷有序相、超导相和费米液体相是模型母体铜氧化物可能的相态，而掺杂铜氧化物的典型相态，特别是神秘的赝能隙相，是相分离的结果。铜氧化物的超导电性并非掺杂空穴配对的结果，而是格点复合空穴玻色子量子输运的结果，而正常态的主要特性可能与异常费米液体相中的电子-空穴相互作用以及相分离的特征有关。令人费解的是，在 BCS 模型中决定 $s$ 波配对的电子-晶格相互作用，在局域复合玻色子模型中却给出了超导序参量的 $d_{x^2-y^2}$ 对称性，这再次表明晶格在铜氧化物高温超导中有着实质性的参与。