单杂志掺杂的铜氧化物超导体中准粒子散射相干现象的研究

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1、分类号：O469密级：UDC：530学校代码：11065硕士学位论文单杂志掺杂的铜氧化物超导体中准粒子散射相干现象的研究杨双生指导教师袁峰教授学科专业名称物理学论文答辩日期2016年5月26日万方数据摘要铜氧化物超导体的发现是高温超导研究的一项重大进展。大量的实验和理论研究表明铜氧化物超导体中的超导电性与常规超导体有很大不同，是由电子间的强关联效应而不是电子-声子相互作用导致的。本文在重整化的哈伯德模型的框架下，考虑单杂质效应，研究了铜氧化物高温超导体中的准粒子散射相干现象。第一章里我们简单介绍了

2、高温超导体的发展历程，以及在各个时期的研究热点。另外还简单介绍了铜氧化物超导体结构和相图的共同特征，以及目前高温超导的实验进展和理论研究现状。第二章里我们首先引入了描述电子间强关联效应的哈伯德模型，由此导出可以有效描述CuO2平面内低能物理过程的tJU模型。同时介绍可以较好处理电子强关联体系的Gutzwiller近似理论。第三章里我们通过计算傅里叶变换局域态密度分别随能量和动量的变化，得到了单杂质掺杂情形下铜氧化物高温超导材料中准粒子散射相干的主要特征。结果表明，空穴掺杂和电子掺杂铜氧化物超导

3、体都在布里渊区中出现超导能隙为零的节点，因此即使在零温时杂质也可以在无能隙节点处激发有限的准粒子密度，然后这些由杂质诱导的准粒子能被杂质散射。对于空穴掺杂的情形，由于单调对称d波能隙，准粒子散射相干现象的特征能够在八角模型下得到解释。而对于电子掺杂的情形，由于非单调的d波能隙，准粒子散射的模式比空穴掺杂的情形复杂，并且无法在八角模型下解释。关键词：哈伯德模型；单杂质效应；准粒子散射相干；八角模型；局域态密度万方数据AbstractThediscoveryofthecupratesupercondu

4、ctorisanimportantprogressinthestudyofhightemperaturesuperconducting.Alargenumberofexperimentsandtheoreticalresearchesshowthatthesuperconductivityofcupratesuperconductors,unlikethecaseofconventionalsuperconductors,iscausedbythestrongelectroncorrelation

5、insteadofelectron-phononinteraction.WithasingleimpurityeffectundertheframeworkoftheHubbardmodel,thephenomenonofquasiparticlescatteringinacupratessuperconductorisstudiedinthispaper.Inthefirstchapteritintroducesthedevelopmentprocessofhightemperaturesupe

6、rconductor,aswellastheresearchfocusineveryperiods.Moreoveritsimplyintroducesthecommonfeaturesofthestructureandphasediagramincupratessuperconductors,andtheexperimentprogressandtheoryresearchactualityofhightemperaturesuperconductingassofar.Inthesecondch

7、apter,firstlyweintroducedtheHubbardmodelwhichdescribethestrongcorrelationamongelectrons,thenwecanobtainthetJUmodelwhichcaneffectivelydescribethebasicphysicalprocessesintheCuO2plane.AtthesametimewealsointroducetheGutzwillerapproximationtheorywhichdes

8、cribesthestrongelectroncorrelationsystemwell.Inthethirdchapter,weobtainthemaincharacteristicsofthequasiparticlescatteringinthehightemperaturesuperconductingmaterialsbycalculatingthelocaldensityoftheFouriertransform.Itisshownthatboththehole-dop