量子反铁磁体中空穴的弦激发与光电子能谱

本文旨在实现两个目标。第一个目标是表明来自铜氧化物的高分辨率角分辨光电子谱揭示了量子反铁磁体中准空穴激发的弦状激发的存在。为了与实验强度图进行比较，我们在自洽玻恩近似下，针对这些模型广泛接受的参数值，计算了t-J和t-t'-t"-J模型的谱函数。高分辨率光电子谱的主要特征与基于上述模型的结果总体一致，并且可以通过不仅考虑最低能量准粒子峰，还考虑空穴的更高能量弦状激发来理解。本文的第二个目标是论证，对从这些模型获得的数值结果和实验结果进行恰当分析，提出了一种关于空穴准粒子内部结构的理论图像，以及一种由于背景自旋间强反铁磁关联而产生的弦交换配对机制。我们发现，使用一个简单的模型，其中希尔伯特空间仅限于与空穴相连的未断裂弦的态，并且空穴通过未断裂弦相连，我们可以对最精确的数值结果进行良好的定量描述。我们发现，空穴经历了一种由弦交换机制引起的有效相互作用，其特征是相当大的弦张力，这可以提供比自旋涨落介导的配对模型所建议的大得多的配对能标。此外，我们论证了这种弦交换相互作用倾向于将空穴束缚在具有$d_{x^2-y^2}$对称性的束缚态中。