Физика Низких Температур: Том 44, Выпуск 2 (Февраль 2018), c. 173-184    ( к оглавлению , назад )

Иерархия низкоэнергетических моделей электронного строения купратных ВТСП: роль дальних спин-коррелированных перескоков

В.В. Вальков1, В.А. Мицкан1,2, Д.М. Дзебисашвили1,2, А.Ф. Барабанов3

1Институт физики им. Л.В. Киренского, ФИЦ КНЦ СО РАН, г. Красноярск, 660036, Россия
E-mail: vvv@iph.krasn.ru

2Сибирский государственный университет науки и технологий им. М.Ф. Решетнева г. Красноярск, 660037, Россия

3Институт физики высоких давлений РАН, г. Троицк, 142190, Россия

Статья поступила в редакцию 7 июня 2017 г.

Аннотация

Показано, что для трехзонной pd-модели Эмери, отражающей реальную структуру CuO2-плоскости высокотемпературных сверхпроводников, в режиме сильных электронных корреляций можно реализовать последовательность редукций к эффективным моделям, воспроизводящим низкоэнергетические особенности спектра элементарных возбуждений и вскрывающим спин-поляронную природу фермиевских квазичастиц. Первая редукция приводит к спин-фермионной модели, в которой подсистема обменно-связанных спиновых моментов, локализованных на ионах меди, сильно взаимодействует с кислородными дырками. Вторая редукция связана с переходом от спин-фермионной модели к φ–d-обменной модели. Важная особенность такого перехода определяется большой энергией φ–d-обменной связи, приводящей к формированию спиновых поляронов. Использование этого факта позволяет провести третью редукцию, в результате которой возникает - * - I -модель. Ее отличительная особенность связана с существенно большей важностью спин-коррелированных перескоков по сравнению с ролью таких процессов в обычной t-J *-модели, выводимой из модели Хаббарда. На основе сравнительного анализа спектра фермиевских возбуждений, рас-считанного для полученных эффективных моделей CuO2-плоскости высокотемпературных сверхпроводников, установлена важная роль обычно отбрасываемых дальних спин-коррелированных перескоков.

PACS: 74.20.–z Теории и модели сверхпроводящего состояния;
PACS: 74.72.–h Купратные сверхпроводники.

Ключевые слова: высокотемпературные сверхпроводники, спиновый полярон, низкоэнергетическая модель электронного строения купратов.

Oпубликована онлайн: 26 декабря 2017 г.