蜂窝格子上超导配对对称性研究

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超导现象自发现以来一直是凝聚态物理研究的热点问题,已经有许多材料确定为超导体,其中常规超导体的机制已经由BCS理论给出,而非常规超导体如铜氧化物超导体等的超导机制仍待研究确定。近年来,具有蜂窝晶格结构的材料中的超导电性的研究在凝聚态物理中引起了大量的关注,本文利用无规相近似方法,基于自旋涨落机制,从理论上研究蜂窝格子上关联电子系统中可能的超导配对对称性。考虑有哈伯德作用U、最近邻库伦作用V、离子势△s的哈密顿量,研究在不同的掺杂浓度下电子通过交换自旋和电荷涨落所形成的超导配对的对称性,主要结果如下:  A)在t-U模型下,改变空穴掺杂浓度δ∈[2%,20%],在U∈[t,2.6t]范围内,发现主要的配对发生在自旋单态通道,配对函数具有dx2-y2+idxy波的对称性,并且能隙函数是最近邻和次近邻配对的组合。  B)在t-U-V模型下,对于一定的U,发现5%、15%掺杂之下,在V增大到一定值之后,系统的主要配对发生在自旋三重态配对通道,此时能隙函数表现为f-波的对称性,并且主要来自次近邻配对。发现近邻的库伦作用是抑制单态配对而有利于三重态的配对的,主要原因是最近邻格点间的库伦相互作用会抑制近邻格点间的电子配对,而这里的f-波配对主要来自于次近邻配对,因此近邻格点间的库伦作用对三重态配对没有影响。由于单重态的d+id波有很大的近邻配对部分,因此近邻格点间的库伦作用会抑制单重态超导。  C)在引入一定大小的两子格间离子势△s之后,类似B)中情形,最可能的配对转变为自旋三重态通道内的f-波配对,主要由次近邻配对组成,即主要来自同子格间的配对。由于离子势的引入,蜂窝格子的每个能带中两个子格的权重分布不再相等,某个轨道的权重会增加,这有利于同子格的f-波配对,因此,两子格间的离子势有利于自旋三重态的f-波配对。
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