杂质分布对铜氧化物高温超导体物理性质影响的理论研究

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1、分类号：041密级：UDC：53学校代码：11065硕士学位论文杂质分布对铜氧化物高温超导体物理性质影响的理论研究逄娜娜指导教师袁峰教授学科专业名称物理学论文答辩日期2015.6.11摘要铜氧化物高温超导体高温超导机理的研究一直是凝聚态物理的难点和热点之一。其中通过杂质对铜氧化物超导体物理性质的影响的研究有助于人们从不同角度理解这类材料的超导性质。本文从tJU模型出发，利用Gutzwiller近似和Bogoliubov-deGennes(BdG)方程对CuO2平面外和平面内同时存在非磁性杂质时对gossamer超导体电子局域态密度的影响进行了初步研究。

2、在第一章里我们简单介绍了高温超导体的发展历程，以及在各个时期的研究热点等问题，并对最新发现的新型超导体-铁基超导体进行了简单介绍。同时简单介绍了铜氧化物高温超导体的结构以及目前存在的几类高温超导的基本理论。在第二章里我们引入了可以有效描述CuO2平面内基本物理过程的理论模型-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，以及研究非均匀系统的BdG方程。推导得到了平均场近似下的BdG方程第三章里我们应用Gutzwiller近似理论和BdG方程讨论了在CuO2平面内和平面外同时存在非磁性杂质时对铜氧化物高温超导材料电子局域态

3、密度的影响。我们计算结果表明，在远离杂质点处电子局域态密度呈现出典型的非对称性，这说明无论是平面内还是平面外掺入的非磁性杂质对系统物理性质的影响都是局域的。而在杂质点附近平面内的非磁性杂质对超导有明显影响。当平面内杂质不是很强时，平面外的非磁性杂质使其附近超导能隙变小，但是并没有明显破坏超导。而由于平面内外同时存在的杂质而导致CuO2平面内电子的分布在更大范围内在纳米尺度上存在着显著的不均匀性。我们的结果和相关实验和数值计算结果定性相符。关键词：非磁性杂质；Gutzwiller近似；BdG理论；电子局域态密度AbstractSincecopperoxide

4、superconductorsdiscovered,researchonthemechanismofhightemperaturesuperconductorsisoneofthedifficultandhotcondensedstatephysics.Inthispaper,startingfromthet-J-Umodel,usingtheGutzwillerapproximationandtheBogoliubov-deGennes(BdG)effectofequationexistatthesametimenonmagneticimpurities

5、ontheCuO2outofplaneandtheplaneofgossamersuperconductorelectroniclocaldensityofStatesisstudied.Thepaperisorganizedasfollows.Inthefirstchapteritintroducesthedevelopmentprogressofhightemperaturesuperconductivity,aswellasinthevariousperiodsofstudyfocus,atthesametimewewillintroducethen

6、ewsuperconductors--ironbasedsuperconductorsandexplainsthebasictheory,thehightemperatureofHTSsuperconductorstructurecharacteristicsaswell.Inthesecondchapter,firstlyweintroducedthetheoreticalmodelwhichcaneffectivelydescribethebasicphysicalprocessesintheCuO2plane,wewillalsointroducet

7、heGutzwillerapproximationtheoryandResearchonnonhomogeneousBdGequationsystemtodealwiththeproblemofstrongelectroncorrelationsystemInthethirdchapterweappliedtheGutzwillerapproximationtheoryandtheBdGequationtheinfluenceofnonmagneticimpuritiesatthesametimeintheCuO2plane,outsideofcopper

8、oxidehigh-temperaturesuperconduct