銅氧化物高溫超導體拉曼散射譜及相關物理性質的研究

《銅氧化物高溫超導體拉曼散射譜及相關物理性質的研究》是依託北京化工大學，由耿志浩擔任項目負責人的專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：銅氧化物高溫超導體拉曼散射譜及相關物理性質的研究
• 依託單位：北京化工大學
• 項目類別：專項基金項目
• 項目負責人：耿志浩

項目摘要

經過二十多年的研究，人們發現銅氧化物高溫超導體顯示出各種反常的物理性質。雖然銅氧化物的母體是莫特絕緣體，但是在整個感興趣的摻雜區域記憶體在著強的電子關聯。採用電子的拉曼散射實驗可以研究銅氧化物高溫超導體中反常的電子激發譜，特別是通過入射光和出射光極化方向的選擇，拉曼散射可以探測電子在布里淵區中不同區域的動力學行為，從而揭示超導體電子庫伯對的對稱性及相關的超導機理。本研究項目將採用t-J模型，並在動能驅動的高溫超導電性機理下，通過考慮超導能隙與贗能隙之間的相互關係來研究銅氧化物高溫超導體拉曼散射譜的一些基本物理行為：例如外加弱磁場對電子拉曼散射譜的影響，電子拉曼散射譜的共振特徵，正常態拉曼散射譜隨著摻雜濃度和溫度的演化行為，特別是探討贗能隙在反常的拉曼散射譜中的作用。通過這些研究，我們希望儘可能對銅氧化物高溫超導體拉曼散射譜的各種反常物理特徵做一個統一的物理說明。

結題摘要

我們採用基於電荷自由度和自旋自由度相分離的費米子 - 自旋理論框架下的動能驅動的高溫超導電性理論，從理論上研究了空穴摻雜型和電子摻雜型銅氧化物高溫超導體的拉曼散射譜的一些不同和共同特徵。我們發現空穴摻雜型高溫超導體和電子摻雜型高溫超導的拉曼散射譜的低頻漸近行為都表現出不同的能隙依賴特徵，其中空穴摻雜型高溫超導體給出明顯的d波依賴，而電子摻雜型高溫超導體表現出包含d波高次諧波的依賴特徵。並且在拉曼散射譜的B2g通道，他們都給出了相同的摻雜依賴特徵，隨著摻雜濃度的升高，超導能隙都給出了相同的圓屋頂型的摻雜依賴關係，超導譜權重也都隨著摻雜濃度的增加而升高。同時隨著溫度的升高，超導電子配對能隙向低頻方向移動，同時超導譜權重也減小。我們還研究了磁場對銅氧化物高溫超導體的拉曼散射譜的影響，我們計算了在不同摻雜濃度下，拉曼散射譜隨著磁場的演化行為，我們發現隨著外磁場強度的增加，超導配對能隙和超導譜權重都受到了明顯的壓制，反映了磁場對超導電子配對的破壞行為。以上成果受該項目資助發表了一篇SCI論文。