铜氧化物高温超导体中的电子有序态
铜氧化物高温超导体的发现至今已经有30 年的历史，然而其超导态形成的微观机制依然有待解决，这成为现代凝聚态物理学中最重要、也是最具有挑战性的问题之一。高温超导领域中一个较为普遍接受的观点是，铜氧化物超导体是掺杂莫特绝缘体，是典型的强关联电子体系。在未掺杂的母体中，CuO2面中的铜离子为二价（Cu2+，3d9电子态），因此在每个Cu 晶格上有一个未成对的d 电子。从能带论的观点来看，这将形成一个半填满的能带，因此应该是金属。然而，由于同一个格点上双占据的d 电子之间强烈的库仑排斥作用，这个母体成为莫特绝缘体，并由于超交换作用而形成反铁磁长程有序态。随着化学掺杂引入的载流子浓度增加，反铁磁长程序被逐渐压制，铜氧化物体系会发生一个绝缘态到金属态的转变，并进而产生超导态。此后随着掺杂浓度继续升高，其超导转变温度逐渐达到一个最大值（对应于最佳掺杂），然后过掺杂区又会下降直至最终消失。电子之间的强关联性在铜氧化物的物理中起到至关重要的作用，特别是在欠掺杂区域的赝能隙态。
- 2022-01-16
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