[论文解读] Correlation pseudogaps in HTSC

Moshe Dayan|arXiv (Cornell University)|Jul 4, 2004

Physics of Superconductivity and Magnetism被引用 8

一句话总结

本文提出了一种基于Nambu和Gorkov形式的广义Hartree-Fock理论，用以解释高温超导体（HTSC）中两种不同的赝隙：由Fock积分引起的较小赝隙（SPG）和由Hartree积分引起的较大赝隙（LPG）。研究表明，未掺杂材料表现出真正的能隙，而掺杂和导电体系则表现出赝隙，导致态密度呈V形，与正常态中的实验观测结果一致。

ABSTRACT

The electronic correlations in oxide HTSC in the normal state are analyzed by the generalized Hartree-Fock theory of Nambu and Gorkov. It yields two kinds of pseudogaps, the small pseudogap (SPG) and the large pseudogap (LPG). The first is obtained by the Fock integral, and the second by the Hartree integral. We find real gaps for the undoped materials, and pseudogaps for the doped and conducting ones. The latter result in the V- shaped experimental density of states.

研究动机与目标

• 理解高温超导体（HTSC）正常态中赝隙形成的起源。
• 区分由不同电子关联效应引起的两种赝隙——小赝隙（SPG）与大赝隙（LPG）的差异。
• 将Nambu和Gorkov的广义Hartree-Fock理论应用于HTSC材料的电子结构建模。
• 通过关联驱动的赝隙解释掺杂HTSC体系中实验观测到的V形态密度。

提出的方法

• 在Nambu和Gorkov形式框架内采用广义Hartree-Fock理论，描述HTSC中的电子关联。
• 将自能的贡献分离为Fock（交换）项与Hartree（直接）项，以识别不同的赝隙机制。
• 利用该形式框架分析未掺杂与掺杂HTSC材料的电子结构。
• 推导单粒子格林函数，以提取态密度并识别能隙特征。
• 将理论预测的态密度与显示V形谱的实验数据进行比较。
• 利用该形式框架表明，未掺杂体系中出现真实能隙，而掺杂后则出现赝隙。

实验结果

研究问题

• RQ1 高温超导体正常态中赝隙的形成原因是什么？
• RQ2 Fock积分与Hartree积分在小赝隙与大赝隙形成过程中分别起到何种不同作用？
• RQ3 为何掺杂HTSC材料表现出V形态密度而非BCS型能隙？
• RQ4 在能隙形成方面，未掺杂HTSC材料与掺杂对应物的电子结构有何区别？
• RQ5 Nambu和Gorkov的广义Hartree-Fock方法能否解释HTSC中观测到的赝隙现象？

主要发现

• 小赝隙（SPG）源于广义Hartree-Fock形式框架中的Fock积分。
• 大赝隙（LPG）源于同一理论框架中的Hartree积分。
• 未掺杂HTSC材料由于强关联作用表现出真正的能隙。
• 掺杂和导电HTSC体系表现出赝隙而非完整能隙，与实验观测一致。
• SPG与LPG的共同作用导致V形态密度，与正常态中的实验数据相符。
• 该理论成功解释了HTSC中的赝隙现象，无需引入预配对或其它奇异机制。