铜氧化物超导体的能隙随掺杂和温度的变化示意图论文网

物理界普遍认为，赝能隙形成机制的研究或将有助于高温超导形成微观机制的理解。这一新的发现激起了人们对赝能隙的大讨论，目前对于赝能隙与超导能隙间关系的理论认识存在以下两种观点：一种是单能隙图像观点，另一种是两能隙图像观点[4]。两种观点对赝能隙的机制有着不同见解：单能隙图像的观点认为，赝能隙与超导能隙在起源的本质上是相同的，只不过受温度不同的影响，处于赝能隙态的库珀对由于涨落效应而没有进一步相干凝聚，而当温度下降至超导转变温度时，涨落效应被抑制从而使库珀对得以相干凝聚并显现出超导特性；两能隙图像观点则认为，赝能隙与超导能隙的起源完全不同，是两个共存且相互竞争的能隙。随着实验手段的跟进，越来越精确的实验数据被得出，这些数据看似与两能隙图像的观点更加吻合[5-7]。近年来，物理学家们还有更多新发现，比如2012年科研小组首次在磁性材料中观察到赝能隙的存在[8]，说明赝能隙不再只是高温超导领域特有的研究对象，开启了人们对赝能隙的新认识。

近三十年来的发现不断改变着赝能隙的内涵，但并没有改变赝能隙在高温超导研究领域的重要地位。但关于其机制、原理整个科学界都尚无定论，赝能隙对超导态的影响机制仍是凝聚态物理理论探究的重要话题，其机制的研究对探索高温超导的微观机理乃至提高超导转变温度都具有潜在指导价值。目前常用的实验手段有ARPES ( angle - resolved - photoemission - spectroscopy )角电子分辨光谱、STM (scanning - tunnelling - microscopy )隧道扫描测量、ERS ( electronic - Raman - spectroscopy )电子拉曼光谱。上述试验方法旨在对超导材料的能隙在动量空间和实空间的分布获得形象具体精确的认识，从而可达到分析超导体能隙特性的目的。在理论研究中，科研小组常应用建模软件对某状态下材料的费米面进行拟合。费米面是指价电子占据最高能级的等能面，是自由电子与非自由电子分布区域的分界面。由于电子的分布规律符合费米提出的概率统计，故此分界面被命名为费米面( Fermi Surface)。通过理论推导、计算得出的费米面模型可以有效反映出该物质费米面上谱权重的分布，反应出当前状态能隙的表现。在理论分析赝能隙的过程中也可采用此建模方法。光电导则用于表征一种物质在某种状态下金属性的变化特征。目前人们迫切想解决的问题，无非是“如何让高温超导体的超导转变温度进一步提高？”这与“如何让赝能隙态物质的导电性能不断趋近超导？”就如同解决同一问题的两种不同思路。所以对赝能隙态所表现出的光电导特性进行探讨具有重要意义。而目前超导领域关于光电导特性的计算还只涉及到超导态[9,10]，故本次毕业设计将着重对赝能隙的费米面的谱权重的动量空间分布以及其光电导特性进行理论计算，并将两者的计算结果相联系进行分析总结。希望本文的探究能为进一步了解赝能隙机制提供有价值的参考。

二．原理与方法

1。赝能隙的费米面模型

基于已有理论研究的基础[11,12]，费米面反节点处（布里渊区（±п ，0）和（0 ，±п）附近区域）的费米面图像与电荷序的两个波矢Qx、Qy有关。Qx =（2пδx , 0）、Qy =(0 , 2пδy ) 。由于电荷序周期调制的作用，处于双向电荷密度波态的电子将被调制电位散射，理论上一致认为适合的δx=δy=1/4 。因此，相应的哈密顿量可写作如下（1）的16×16矩阵。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com