文档介绍：湖北大学
硕士学位论文
高温超导体的变分蒙特卡罗研究
姓名:郑晓军
申请学位级别:硕士
专业:凝聚态物理
指导教师:黄忠兵
20090501
摘要我们采用变分蒙特卡罗方法对高温超导体的两个前沿性问题——双能隙问题以及长程库仑相互作用对于ǔ嫉缧缘挠跋旖辛搜芯俊N颐遣捎玫哪P褪抢┱沟亩单带哈伯德模型,采用的波函数是投影的ê在对高温超导体中双能隙问题的研究中,我们将占浠治=诘闱蚝头唇诘闱域,然后分别对这两个区域的能隙进行了研究。我们首先在的格子上考察了电子数为的电子系统,通过对节点能隙和反节点能隙的分别优化,;然后我们将研究扩展到褡由系电子数为的电子系统,。由此我们的数值研究就给出了占渲姓饬礁銮虼嬖诓煌笮〉哪芟兜闹ぞ荩中的反节点区域的能隙要明显大于节点区域的能隙。在考察长程库仑相互作用对于ǔ嫉缧缘挠跋熘校颐遣捎玫姆椒ㄊ窃诠模型中加入长程库仑项。在的格子上,系统电子数为,我们得到了在最近邻库仑作用强度分别为琌.,和钡哪芟队呕撸颐欠⑾炙孀懦こ炭饴刈饔的增大曲线有一个整体升高的趋势,同时对应着曲线最低点的能隙△的值,即△呲,也开始减小。这说明随着长程库仑相互作用的引入和加强,超导电性受到了一定的抑制。的结果。为了考察最近邻相互作用在抑制超导的过程中所做的贡献,我们在×的格子上分别研究了以下两种情况:只考虑最近邻库仑相互作用:考虑全部的长程库仑相互作用。我们把这两者的能隙优化曲线进行了比较,发现这两组曲线在曲线形状和高度上都很接近,对于曲线最低点对应的△哪的值,前者略大于后者;同时我们计算了配对关联函数,发现这两者的配对关联函数都随着长程作用强度的加大而减小,前者的减小幅度只是略小于后者。这就说明在长程库仑相互作用对于超导的抑制中,最近邻的库仑作用起着主要的贡献。关键词:双能隙长程库仑相互作用变分蒙特卡罗哈伯德模型超导扩展到×的格子后,对应的系统的电子数为,我们得到了与格子上类似
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等韶岛孳》作者虢街吃~辱指导教师签名:奄忽乏日期:蟆年多咱日期:./.箩日期::所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任学位论文使用授权说明何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本:学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以允许采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存学位论文;在不以赢利为目的的前提下,学校可以公丌学位论文的部分或全部内容。C苈畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑
,人们对于高温超导的物理现象和微观物理机制的研究一直在进行。虽然由于高温超导材料本身的复杂性,人们对于高温超导的研究举步维艰,但是在这一过程中,许多新思想,新概念和新方法被人们发展出来,取得一系列具有重要意义的理论成果,同时获得了许多有助于人们理解高温超导起源的物首先,虽然目前发现的高温超导体有十多种,有不同的晶体和化学结构,但都是各向异性很强的准二维结构,存在由和幼槌傻腃。平面。在存在自由载流子的情况下,高温超导体沿F矫娴牡嫉缧阅鼙却怪逼矫娣较虻牡嫉缧阅芤G康亩唷:平面上的电子态是决定高温超导体的输运性质和低能激发的主要因素,这点已经得到了能带计算和大量实验测量的证实,是分析高温超导现象的一个基本出发点。其次,高温超导的母体是莫特绝缘体。莫特绝缘体与常规艽绝缘体本质上是上每个单元格有两个电子填充时,由于所有的轨道被填满而导致电子不能移动。而在莫特绝缘体中,电荷的导电性是由于电子之间的相互排斥作用而受到限制。当最高占据带上每个单元格有一个电子填充时,电子的移动将产生双占据,而如果电子一电子之间的库仑排斥力足够大的话,电子将固定在某个位置。在随后的研究中,这些预言都得到了证实。铜氧化物高温超导体中许多反常的物理性质可以由掺杂的莫特绝缘体来描述。掺杂分为两种情况:一是在母体中引进空穴载流子,由此得到的超导体称为空穴型超导态:二是在母体中引进电子型载流子,由此得到的超导体称为电子型超导体。已发现的高温超导体大多数是空穴型的。依赖于掺杂的载流子性质和浓度的变化,存在电荷和自旋自由度的相互竞争,以及多种不同的长程和短程自旋关联、电荷有序、ǔ嫉缧缘雀氧化物超导态中很高