銅氧化物超導體中贗能隙及相關物理性質的研究

《銅氧化物超導體中贗能隙及相關物理性質的研究》是依託北京師範大學，由馮世平擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：銅氧化物超導體中贗能隙及相關物理性質的研究
• 依託單位：北京師範大學
• 項目負責人：馮世平
• 項目類別：面上項目

項目摘要

對於普通的低溫超導體，在超導轉變溫度之下存在一個超導能隙，而這個超導能隙則反映了在超導態時形成電子庫柏對的配對強度。與普通的低溫超導體不同，銅氧化物高溫超導體除了在超導轉變溫度之下存在一個超導能隙之外，在超導轉變溫度之上和一個特定的溫度之下，還存在一個正常態贗能隙，而對應的這個特定溫度則稱之為正常態贗能隙的跨接溫度。經過20餘年的艱苦努力，人們發現銅氧化物高溫超導體中正常態贗能隙的存在是最為驚奇的物理現象，而且這個正常態贗能隙與銅氧化物高溫超導體中的一系列反常物理性質密切相關。我們在動能驅動的高溫超導電性機理框架下並通過考慮正常態贗能隙與超導能隙之間的相互關係統一探討銅氧化物高溫超導體中與正常態贗能隙密切相關並從正常態到超導態演化的一系列重要物理性質，為銅氧化物高溫超導體中出現的這些反常物理現象提供一個整體的微觀物理說明。

結題摘要

對於普通的低溫超導體，在超導轉變溫度之下存在一個超導能隙，而這個超導能隙則反映了在超導態時形成電子庫柏對的配對強度。與普通的低溫超導體不同，銅氧化物高溫超導體除了在超導轉變溫度之下存在一個超導能隙之外，在超導轉變溫度之上和一個特定的溫度之下，還存在一個贗能隙，而對應的這個特定溫度則稱之為贗能隙的跨接溫度。在這種情況下，銅氧化物高溫超導體就有兩個突出特徵：高的超導轉變溫度和贗能隙現象。特別是銅氧化物高溫超導體中一系列反常物理性質與贗能隙的形成密切相關。在我們發展和建立的動能驅動的高溫超導電性機理和與之相聯繫的贗能隙微觀理論框架下，我們探討了銅氧化物高溫超導體中贗能隙導致的反常電荷輸運、贗能隙導致的在超導態時反常的隧道譜不對稱性、以及反常的低能和高能自旋動力學回響。為了進一步研究銅氧化物高溫超導體中贗能隙對電子態的影響，我們在動能驅動的高溫超導電性理論基礎上發展了一個電荷自由度與自旋自由度完全重新組合理論。這個理論的最大特點是電子的格林函式可以給出大的電子費密面。在這個電荷自由度與自旋自由度完全重新組合理論框架下並通過考慮贗能隙與超導能隙之間的相互關係，我們統一探討了銅氧化物高溫超導體中與贗能隙密切相關並從正常態到超導態演化的一系列重要的電子態性質，包括贗能隙導致的複雜的電子結構、贗能隙導致的反常的電荷序態、贗能隙導致的費密弧等物理性質，並為銅氧化物高溫超導體中出現的這些反常物理現象提供一個整體的微觀物理說明。