gossamer超导体基态相图的研究-自然科学版-青岛大学.PDF

维普资讯 第21卷 第1期 青 岛大学学报 (自然科 学版 ) Vol_21NO．1 2008年 3月 JOURNALOFQINGDAOUNIVERSITY (NaturalScienceEdition) M ar．2008 文章编号 ：1006—1037(2008)01—0053—04 gossamer超导体基态相图的研究 刘芬芬，袁 峰，邱环环，夏临华 (青岛大学物理科学学院，山东 青岛266071) 摘要：在 t-t，_J—U模型下 ，应用 Gutzwiller平均场近似的方法 ，研究 了gossamer超导体基 态情况下的相图。结果表明，大 u极限下，在欠掺杂区域 ，反铁磁序和 d波超导序在很大 的掺杂浓度范围内都共存。随着次近邻跃迁的增大 ，超导序参数在欠掺杂区域受到抑制 ， 在最佳掺杂和过掺杂区域得到加强，从而导致反铁磁序和 d波超导序共存区域变大，d波 超导序在较大的掺杂浓度范围内一直存在。这些都与数值计算结果的趋势一致 。 关键词 ：gossamer超导体 ；Gutzwiller平均场近似；d波超导序 ；反铁磁序 中图分类号 ：0511 文献标识码 ：A 大量研究表明，铜氧化物高温超导体仍然是凝聚态物理研究难点之一 。处理这类材料的难点在于：1)如 何找到一个合适的理论模型来描述这类材料反常的物理性 ；2)如何正确处理这类材料中电子之间的强关联 效应。虽然铜氧化物高温超导体材料结果复杂，但是实验上发现它们都存在一个或者多个 CuO平面。因 此人们相信 ，共有的二维 CuO平面决定了这类材料的反常物理性质。P．W．Anderson提出了没有电子双 重 占据的t—J模型 ，来描述二维 CuO平面的低能物理行为[1]。基于t—J模型 ，取得 了一些和实验定性一致的 结果。但是还有大量实验结果以及数值结果表明，单纯 的t—J模型不能全面描述这类材料反常物理性质 。 最近Laughlin提出著名的 “gossamersuperconductors”的理论 J，从一个不同的出发点来理解铜氧化物超导 材料的超导机制 。F．C．Zhang受 Laughlin的 “gossamersuperconductors”的启发 ，发现利用 t—J—U模型可 以有效地描述 gossamer超导体 ，并可 以描述铜氧化物高温超导材料 中莫特绝缘体一超导体 的转变[3“]。 Gutzwiller近似是 目前国际上公认的处理电子之间强关联效应的比较直接比较物理的方法[5 。一些研究 小组采用这种方法，利用数值方法得到半定量 的结果和实验结果符合 的很好[1¨。利用 t—J—u模型和 Gutzwiller平均场近似的方法，F．Yuan等人研究了gossamer超导体基态的物理性质，得到 了和实验及理 论定性一致的结果口引。本研究采用 t-tJ—u模型和 Gutzwiller平均场近似的方法来研究 gossamer超导体 基态的相图的超导序和反铁磁序 ，获得的相图与文献 [12]的结果定性一致。 1 模型和方法 从 t-t一J—U模型出发 H — r十 H ，十 H 十 H u 其中 H，一一t∑(c：C汁+h．c) H，：：=一t∑(cC汁--／h．f)一t∑(Gc卅+h．c) Hs：：：Jp,st·Sl (2) Hu：：=U∑瘫十而． 收稿 日期：2007—12—26 基金项 目：国家 自然科学基金资助(No 作者简介：刘芬芬(1983一)，女，山东德州人，硕士研究生，研究方向为超导物理 。