双成分负U模型的赝隙形成及其核弛豫行为

利用格林函数退耦合方法研究了双成分负Ｕ模型单粒子激发谱。为包含部分涨落效应在运动方程的第三步作退耦合近似。研究结果表明，在激发谱中存在赝隙。此外，计算得到的核自旋－晶格弛豫率与过掺杂的高温超导体的行为相符。

利用强磁场探究低掺杂铜基高温超导体中赝能隙区域的电子特性

高温超导材料及其机理的研究是凝聚态物理学的前沿领域。高温超导的机理至今仍是物理学界面临的一个重大科学挑战,并且被《Science》杂志在2005年和2021年两次列为全球125个最前沿的科学问题之一。在强磁场的作用下,高温超导电性会受到抑制,而对其电子特性的深入研究,例如量子振荡研究[1],为揭开高温超导机理的神秘面纱提供了一种有效的途径。

高温铜氧化物超导体的正常态——赝隙金属态

对高温铜氧化物超导体的正常态 ,首先回顾了有关其性质的 9点重要实验结果 .在此基础上 ,论证双子系统、二维Hamilton量是描写HTS正常态的适宜的出发点 .以此Hamilton量采用Kaga退耦合近似的Green函数法经数值计算 ,得到了随温度而变的态密度中赝隙 ,与角分辨光电发射实验结果定性一致 .理论还表明此Hamilton量具有以d波为主的d +s对称性的超导序参量 ,这和实验相符 .进一步指出 ,高温铜氧化超导体中的量子电子液体是近Fermi液体 ,其中退局域化态与近局域化态共存 ,而近局域载流子在任一有限温度下有一定几率形成近局域载流子对 .

高温超导体中的赝隙与超导位相涨落

高温超导体赝隙态与超导态之间的关系一直是研究的焦点.交流电导和能斯特(Nernst)效应测量相继探测到超导转变温度Tc0以上温区一定范围内存在磁通涡旋激发,利用力矩技术的磁化率测量则探测到超导涨落引起的弱抗磁性.这些发现都支持了高温超导体赝隙相中存在有限的超导序参量振幅和强烈的位相涨落的图像,说明Tc0处的相变是由库珀对之间长程位相关联的消失所驱动的.文章首先简短地介绍高温超导体的电子态相图和赝隙态,以及能斯特效应的原理和测量方法,然后对能斯特效应的测量结果作一评述性介绍,还讨论了相关的理论模型.

a-Si:H中本征缺陷引起的赝隙态

本文取原子集团模型Si_8H_(18),Si_(17)及从连续无规网络中挖取的集团模型Si_(29)和Si_(47),用CNDO LCAO-MO方法计算其电子结构,探讨了a-Si:H中由弱键、弯键和带电组态等本征缺陷引起的赝隙态分布。结果表明,当弱键拉伸时,两个弱键态移动并收缩至带隙中央;过剩电荷使弱键能级移至价带顶或导带底附近;弯键态主要出现在价带顶附近。当弯键曲率较大时,弯键态上移至带隙中央以下的区域。结构拓扑无序导致在带隙中任何位置产生隙态。弱键、弯键和带电组态等是a-Si:H中本征缺陷的主要形式。对某些隙态实验结果作出了合理的解释。

具有态守恒赝隙的光子晶体中两能级原子自发辐射的增强与抑制

论证了在赝带隙光子晶体中存在一个全频率域态总数守恒规则 ,在完全带隙光子晶体中还存在一个局域态总数守恒规则 .态总数守恒规则指出 ,如果一个光子晶体的态密度在某些频率范围存在相对于等效介质态密度的谷 ,则一定由其他频率范围内相对于等效介质态密度的峰来补偿 .使用符合态总数守恒规则的态密度模型 ,解释了态密度调制导致的自发辐射谱增强、抑制、变窄、红移、蓝移以及谱分裂等光子晶体中的量子光学现象 .该理论比较适合研究在具有赝带隙的光子晶体中大量随机分布的发光原子或分子的自发辐射行为 .

高温超导体中赝能隙现象的研究

铜氧化合物高温超导体主要有以空穴口袋的形式所表现出来的节点区费米面(费米弧)和反节点区赝能隙态的特征。在本文中,我们主要引进反铁磁背景下的横向条纹相模型来研究欠掺杂铜氧化合物超导体中费米弧的特点及其赝能隙现象。模拟结果表明,在反铁磁背景横向条纹相下就可以形成关于节点对称的费米口袋。

氧化物材料中赝能隙对输运性质的影响

在t J模型和Fermion Spion理论的框架下 ,研究了强关联氧化物超导材料的输运性质 .在最佳掺杂区 ,系统的电阻与温度是线性关系 .在欠掺杂区域 ,由于在低温情况下存在赝能隙减弱了带电粒子的散射 ,导致了电阻由在高温时与温度的线性关系转变成为在低温时偏离线性关系 .

美国科学家发现赝能隙或是高温超导体的新相位

通过多年的观察，美国纽约州立大学宾汉姆顿学院物理学家迈克尔·劳勒和同事找到了解开高温超导领域所谓“赝能隙”现象的关键“钥匙”。“赝能隙”或许是高温超导物质的另外一个相位（phase）。新发现或将推进室温超导研究的发展。

YBa_2Cu_3O_7和YBa_2Cu_3O_6能隙结构的计算

用电子密度泛函方法(DFT),系统计算了高温超导体YBa2Cu3O7单胞的能隙随温度变化(5K^300K)的规律。计算结果表明,其超导能隙值2?(T)在101meV量级;并在超导临界温度点(Tc=93K)附近,有超导能隙不为零的极小值;当温度超过Tc时,YBa2Cu3O7有赝能隙存在,且赝能隙随温度升高至T*=120K时,达到极大值;当温度超过T*时,赝能隙又有明显减小趋势。用DFT方法对YBa2Cu3O6单胞的能隙进行了计算,发现其能隙值是102meV量级,表明它具有半导体能级特征,因而是非超导体。

YBa2Cu3O7能隙及低温电子比热容的第一性原理计算

用电子密度泛函方法(DFT)对YBa2Cu3O7晶胞39个原子模型系统计算了其能隙随温度的变化规律,并在能隙计算基础上,应用电子比热的双极化和热激发的极化子模型计算了电子比热及其系数随温度的变化关系。计算结果表明:超导能隙在超导临界温度点93K附近有不为零的极小值;能隙曲线中的几个转折温度点依次分别与Tc,T*和T0相对应;在Tc^T*温度范围,超导态消失,但有反铁磁自旋相干引起的自旋能隙的存在;在T*~T0温度范围,有周期性条纹相产生的电子密度波引起的能隙的存在;在T=T0,电子比热系数发生了从增大到减小的转折变化。

中国科大首次观测到多体配对赝能隙

中国科学技术大学潘建伟、姚星灿、陈宇翱等,基于强相互作用的均匀费米气体,首次观测到由多体配对产生的赝能隙。这一研究首次确立了配对赝能隙的存在,为高温超导机理中的电子预配对假说提供了支持,向探索高温超导机理迈出了重要一步,是利用量子模拟解决重要物理问题的范例。

铜氧化物高温超导体能隙研究现状及困难

30年来,人们对铜氧化物高温超导体进行了大量的研究,但是其微观机制仍然是个谜,而蕴含其中的能隙问题,特别是赝能隙的起源与超导能隙的关系,一直是人们研究的中心问题。本文基于前人的研究,主要概述了超导能隙的相图、赝能隙态的特征以及目前所面临的困难,我们相信理解清楚他们之间的关联,必将对高温超导机理的理解起重要的推进作用。

基于带隙分析的三维反蛋白石光子晶体的非理想态结构参数的求解

应用平面波展开法分析了三维反蛋白石结构光子晶体的带隙性质;计算了沿[111]方向入射时其赝带隙(第一、第三赝带)中心频率分别与填隙材料在模板中填充率ff、模板煅烧因子sf的关系曲线:随ff的减小,v增大;随sf的增大,v随之增大,非理想状态下,ff<100%、sf>1,因此较理想态发生蓝移;由此提出了求解平均填充率ffev与平均煅烧因子sfev的计算框图。

铜氧化物超导体中欠掺杂到过掺杂区域的费米速度和能隙速度的研究（英文）

通过考虑赝能隙的影响,研究了铜氧化物超导体中从欠掺杂区域到过掺杂区域的费米速度和能隙速度随掺杂的变化关系。研究结果表明,费米速度VF随掺杂浓度几乎成线性变化,并随掺杂浓度的增加而增加,而能隙速度v2随着掺杂浓度的增加而减小,在重过掺杂区域降为零。并研究了掺杂的准粒子速度和能隙速度之比vF/v2随掺杂浓度的依赖关系。结果表明,vF/v2随着掺杂浓度的增加而增加。解释了vF/v2在重过掺杂铜氧化物超导体中迅速增加的现象。

电-声机制致高温超导特性随掺杂量演变

利用极性晶体中慢电子的运动规律提出基于BCS机理的分析模型.分析发现,掺杂导致铜氧化物的费米面电子分为低能费米电子和高能电子,并产生快电子效应.欠掺杂区高能电子与晶格振动发生作用形成赝隙,费米电子与晶格作用形成超导隙.赝隙和超导隙的竞争平衡导致欠掺杂区超导隙2Δ0和κBTc比值与高能费米电子速度v*F成正比,与费米速度vF成反比.掺杂量(x)与高能费米速度(v*F)相图是解释高温超导相图的基础.利用模型和(x-v*F)相图能够对欠掺杂区赝隙温度、能隙与κBTc比例随掺杂量增加而线性下降的现象给出简单解释,即最佳掺杂区2Δ0和κBTc比值为7.6、过掺杂区为4.3的常数.显示系统随掺杂量增加由"非传统"行为向接近传统行为再到金属行为演变的规律.

高温超导体中超导位相涨落:Nernst效应研究

高温超导体赝隙态具有许多反常的现象,与高温超导机理之间有密切联系,一直是研究的焦点。有理论提出在赝隙态存在预超导配对。能斯特(Nernst)效应测量探测到了超导转变温度TC0以上温区一定范围内存在磁通涡旋激发,支持了赝隙态中存在有限的超导序参量振幅和强烈的位相涨落的图象,说明TC0处的相变是由Cooper对之间长程位相关联的消失所驱动的。

铜氧化物高温超导体的比热容

基于Nozieres-Schmitt-Rink的强耦合超导理论和推广的Luttinger理论,文中分别计算了低电子浓度和高电子浓度体系的电子比热容及线性比热系数,描绘出线性比热系数随温度的变化曲线。电子线性比热系数的计算结果表明,在Nozieres-Schmitt-Rink理论和推广的Luttinger理论框架下,铜氧化物高温超导体中产生赝隙。

Stone-Wales缺陷对碳纳米管电学性能的影响

运用非平衡格林函数结合局域密度泛函理论,对含有Stone-Wales缺陷的(5,5)金属型单壁碳纳米管(SWCNT)的局域态密度和透射概率进行研究,计算结果表明Stone-Wales缺陷导致部分电子态定域化.这些位于价带和导带的定域态对电子的散射作用十分明显.此外,(5,5)金属型SWCNT因管束效应而出现约0.1eV的赝隙,计算结果证明SWCNTs之间电势场的微扰作用是产生赝隙的主要原因,并导致透射系数发生突变.