高温超导体中准能隙的起源

我们先前提出了一种成对簇（PC）模型用于解释高温超导性机制。本文进一步表明该模型能够解释铜系材料中准能隙的起源及其他能隙相关性质。根据 PC 模型，在铜系材料中存在配对磁性簇对（在材料的平坦磁性态中），簇 1 的离子自旋与簇 2 的相应离子自旋形成三角对。对于 $T \geq T_c$ 的情况， conducting 电子（CEs）以及对于 $T < T_c$ 的情况包括 CEs 和库仑对（CPs）都与三角对中的离子自旋发生相互作用，从而增强 CE、CP 能量，导致填充电子态密度（DOS）发生重新分配。由于此作用，在 $T_{CF} \geq T \geq T_c$ 时，电子 DOS 在费米面上出现准能隙，具有 d 轨道对称性，叠加在 BCS 超导态（SS）能隙之上，导致（i）观察到的低于 $T_c$ 的能隙呈现混合的各向异性 s 型、d 型对称性，（ii）在升温至 $T_c$ 时能隙几乎不消失且能隙宽度几乎与温度无关，（iii）能隙中仍存在态，以及 (iv) 其他若干能隙行为相关性质，如 NMR 自旋松弛率失去相干性峰，给人以非 BCS、非声子型铜系超导性的印象。