銅氧化物高溫超導體電子態物理性質的研究

《銅氧化物高溫超導體電子態物理性質的研究》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：銅氧化物高溫超導體電子態物理性質的研究
• 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

當溫度大於Tc，普通的低溫超導體的正常態是費密液體。然而銅氧化物高溫超導體的正常態顯示一系列與費密液體行為不相符的反常特性。儘管正常態顯示一系列反常物理性質，但是令人進退兩難的是銅氧化物高溫超導體的超導態的物理性質卻不反常，而且也是可以由標準的BCS-形式論來描述，雖然形成庫伯對的超導機理不是普通的電-聲子機制。特別是實驗上也指出銅氧化物高溫超導體中的電子費密面服從Luttinger定理。我們在動能驅動的超導電性機理基礎上建立了一個電荷自由度與自旋自由度完全重新組合的理論，並在此基礎上獲得的電子費密面滿足Luttinger定理。我們也說明了在超導態時的低能激發可以由BCS-形式論來描述，雖然配對機制是通過動能通過交換自旋元激發而產生相互吸引作用。在這個理框架下，我們研究銅氧化物高溫超導體的電子態及相關的物理性質，從而為銅氧化物高溫超導體中出現的這些物理現象提供一個整體的微觀物理說明。

結題摘要

銅氧化物高溫超導體是凝聚態物理學至今為止研究的最為複雜的系統之一，這裡除了特別高的超導轉變溫度之外，還存在反常的贗能隙現象。特別是大量的實驗結果已經說明贗能隙現象的主要特徵就是在贗能隙區域記憶體在著各種各樣的競爭有序電子態，而這也正是為什麼銅氧化物高溫超導體在贗能隙區域顯示一系列反常電子態性質。在動能驅動的高溫超導電性機理以及在此基礎上建立的電荷自由度與自旋自由度完全重新組合的理論框架下，我們研究了銅氧化物高溫超導體中贗能隙導致的反常費密口袋、複雜的電子譜性質、超導序和電荷序的競爭與共存、準粒子的自關聯以及與準粒子相互干涉的內在關聯、隨動量和摻雜濃度變化的耦合強度等一系列反常的電子態性質，所獲得的理論結果均與實驗觀測符合得很好，從而統一說明了銅氧化物超導體中一系列與贗能隙有關的反常電子態物理性質。