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关于铁基超导体棋盘模型的超导和磁性行为的研究

作　者: 陆肖励
导　师: 蒋永进
学　校: 浙江师范大学
专　业: 凝聚态物理学
关键词: 棋盘模型严格对角化方法铁基高温超导超导配对
分类号: O511
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 29次
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内容摘要

自从三年前铁基超导体被制备以来,关于它和铜氧化物超导性的对比就是凝聚态物理领域的一个感兴趣的核心问题。对它们是否同属强关联系统的一类材料,学术界有很大的争论。人们提出各种模型和方法(包括强耦合与弱耦合方法)来探讨这一问题。在本文中,我们将对每个铁原子含有二、三、四个轨道铁基超导的紧束缚模型进行系统的研究,并在其基础上构建三个棋盘模型。基于四格点小方块模型的严格对角化计算,我们可以得到弱关联极限下棋盘模型的相图。其中,我们选择轨道内的库仑能U、轨道间的库仑能U’、洪特耦合和轨道间的对跳跃JH,以及可以由As原子的超交换作用产生的次近邻铁原子的反铁磁耦合J2作为可调参数。在所有模型中,在合理的物理参数空间区域,我们发现A1g型的S波超导配对是最强的。在J2增加时,超导配对强度和次近邻反铁磁性同时增加,这表明两者间存在很强的关联性。特别值得注意的是超导和磁性行为具有很显著的轨道依赖性：第一,在三轨道模型中,反铁磁在dxy轨道最强,而超导配对在dxz屯和dyz轨道更为显著；第二,在三轨道和四轨道模型中,dxy和dxz(yz)轨道内配对函数都差一个负号,这个负号来源于dxy和dxz(yz)轨道间的跳跃能的对称性。这个负号的效应如果能在铁基超导体材料中保持,可能导致(?)点附近不同空穴费米面的超导序参量的符号变化,甚至可能导致在M点附近电子型费米面的超导能隙消失。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
1. 绪论  8-12
2. 模型与方法  12-20
  2.1 铁基高温超导体的棋盘模型  12-14
  2.2 严格对角化的数值方法  14-20
    2.2.1 构建基矢  14-15
    2.2.2 基矢的标记  15-16
    2.2.3 搜索哈密顿量的矩阵元  16
    2.2.4 Lanczos对角化方法  16-18
    2.2.5 Jacobi-Davidson对角化方法  18-20
3. 二轨道模型的结果  20-35
  3.1 二轨道四格点小方块模型的介绍  20-23
  3.2 二轨道模型的超导相图  23-26
  3.3 二轨道模型的自旋关联和超导配对  26-33
  3.4 本章小结  33-35
4. 多轨道模型的结果  35-48
  4.1 三轨道模型  35-44
    4.1.1 三轨道四格点小方块模型的介绍  35-40
    4.1.2 三轨道四格点模型的结果  40-43
    4.1.3 不同轨道间的超导配对的符号差的讨论  43-44
  4.2 四轨道四格点小方块模型的结果  44-47
  4.3 本章小结  47-48
5. 全文总结和展望  48-50
参考文献  50-53
致谢  53-54
攻读学位期间取得的研究成果  54-55

关于铁基超导体棋盘模型的超导和磁性行为的研究

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