高温铜氧化物超导体中赝能隙的起源
超导电性
2011-10-14 v1 材料科学
强关联电子
摘要
铜氧化物高温超导体在正常态表现出一个赝能隙，该赝能隙随空穴掺杂增加而单调递减，并在每平面 CuO₂ 约 x ≈ 0.19 个空穴处闭合，而超导掺杂范围为 0.05 < x < 0.27，最佳 Tc 位于 x ≈ 0.16。利用能够得出准确带隙的从头算量子计算，我们发现掺杂剂附近会形成四铜位 plaquette。在 x ≈ 0.05 时，plaquette 发生逾渗，使得 plaquette 内部的 Cu dx²−y²/O pσ 轨道沿逾渗带形成一个能带。这导致了金属导电性，并在 Tc 以下导致超导电性。研究发现，与逾渗带断开的 plaquette 在费米能级处具有简并态，这些态发生分裂并导致了赝能隙。通过简单地统计孤立 plaquette 的空间分布即可计算出赝能隙，计算结果与实验吻合极佳。这为铜氧化物中存在非均匀 plaquette 提供了有力证据。
引用
@article{arxiv.1110.2816,
title = {Origin of the Pseudogap in High-Temperature Cuprate Superconductors},
author = {Jamil Tahir-Kheli and William A. Goddard},
journal= {arXiv preprint arXiv:1110.2816},
year = {2011}
}
备注
24 pages (4 pages main text plus 20 pages supplement)