配对相互作用在铜基超导体中诱导反铁磁性

在铜基超导体中，超导性始终伴随反铁磁性。这引发了超导与反铁磁机制间潜在因果联系的疑问。本研究考虑非局域库仑相互作用并精确求解单粒子格林函数。精确解表明在无超交换情况下存在强自旋间关联，消除了Hatsugai-Kohmoto（HK）模型中自旋量化的方向自由度。强库仑相互作用迫使能带分裂为无限等距子带，其权重由泊松分布给出，表现出玻色子特性（费米子的非相干对）与非费米液体。由电子-声子耦合引起的吸引配对相互作用在费米面打开配对能隙。基于泡利不相容原理，具有相同自旋量化方向的配对粒子完全占据能隙以下态，导致配对绝缘体、超导不稳定性，尤其是反铁磁性。当较高分裂子带与最低子带在能量上重叠时出现赝能隙。超导临界温度Tc呈现多穹顶结构，并在态密度最大处附近达到峰值。最大Tc依赖于分裂子带与粒子占据，与实验一致。本研究结论：非局域效应保留Hubbard与HK模型特征，同时将系统重整化为配对绝缘体中的反铁磁性与弱半金属中的泡利顺磁性。