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高温铜氧化物超导体中的超导与赝能隙转变温度及 $T_{c}$ 的压强依赖性

超导电性 2020-01-07 v2 强关联电子

摘要

我们推导了高温铜氧化物超导体超导(SC)与赝能隙(PG)转变临界温度随掺杂变化的解析表达式。这些表达式与单层材料(如 LSCO、Bi2201 和 Hg1201)及多层材料(如 Bi2212、Bi2223、Hg1212 和 Hg1223)的实验数据均高度吻合。当化学势为零时出现最优掺杂,从而给出最优 SC 转变温度的普适表达式。由此可对这类温度随层数 NN 的增长给出定量描述,其精确适用于铜氧化物的 BiBiHgHgTlTl 族。我们研究了 SC 转变温度的压强依赖性,对不同材料与掺杂均获得与实验数据的极好吻合。这些结果源于巡游氧空穴的有效哈密顿量,其中既包含氧空穴间的电排斥,也包含其与局域铜离子的磁相互作用。我们表明前者导致 SC 相,后者导致 PG 相,铜氧化物的相图源于两者的竞争。该哈密顿量定义于二分氧格子上,这源于仅 pxp_xpyp_y 氧轨道交替地与 3d3d 铜轨道杂化。由此,我们能为 SC 与 PG 序参量的 dx2y2d_{x^2-y^2} 对称性及 ARPES 实验中观测到的费米口袋提供统一解释。

关键词

引用

@article{arxiv.1908.07028,
  title  = {Superconducting and Pseudogap Transition Temperatures in High-Tc Cuprates and the $T_{c}$ Dependence on Pressure},
  author = {E. C. Marino and Reginaldo O. Corrêa and R. Arouca and Lizardo H. C. M. Nunes and Van Sérgio Alves},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1908.07028},
  year   = {2020}
}