微視的理論に基づくスピン・電荷分離系の現象論の構築とその高温超伝導体への応用

基于微观理论的自旋电荷分离系统现象学构建及其在高温超导体中的应用

• 批准号: 12046207
• 负责人: 海老澤 丕道
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12046207/
• 关键词: 強相関電子系; 低温物理; 物性理論; 超伝導; 高温超伝導; スピン・電荷分離; t-Jモデル; 擬ギャップ

本年度は、昨年度の研究成果の発展として、t-Jモデルの現象論に基づき、不均一な高温超伝導体における超伝導現象の発現機構の解明と、その擬ギャップ領域への応用に関する研究を行った。本研究では不均一性の起源としては特にドーピングの非一様性を考慮した。得られた結果は、以下の通りである。・ドーピングは電子系にとっての背景電荷となるため、その不均一性は静電遮蔽を引き起こす。ここでは特にホールによる静電遮蔽の特性について明らかにした。t-Jモデルにおいてはホ-ルはボソンとして振る舞うため、フェルミオンである通常の電子とは異なる遮蔽特性を示すことが分かった。・ホールの密度の高い領域と低い領域が接している場合に、低い領域から高い領域にs-RVB(1重項resonating valence bond)秩序のしみ出し(近接効果)が起こることを現象論的方程式に基づいて確かめ、その強さ(しみ出しの長さ、および強度)を定量的に見積もった。このs-RVB近接効果によって、不均一なドーピングの下では最適ドーピング率の臨界温度以上の温度でも局所的には超伝導特性が現れうることが分かった。このとき出現する超伝導領域の大きさ(幅)は2つの領域の界面からs-RVB秩序のコヒーレンス長程度(通常、数十オングストロ-ム)である。・以上の理論の発展として、s-RVB近接効果による高温超伝導デバイスの可能性を指摘し、デバイス作成のための具体的なアイデアを示した。これらの結果は、近年擬ギャップ領域で観測されている、空間的に非一様に分布する超伝導領域の存在とも関連があると考えられ、今後擬ギャップ領域における物性解析のためのの基礎的な枠組みを与えることが期待できる。本研究の成果は現在投稿準備中である。

This year's annual の は, yesterday research の 発 exhibition と し て, t - J モ デ ル の phenomenalism に base づ き, uneven な high temperature super 伝 conductor に お け る super 伝 guide phenomenon の 発 institutions now の interpret と, そ の quasi ギ ャ ッ プ field へ の 応 with に masato す る を line っ た. This study considers the で, た, the origin of the non-homogeneity <s:1>, と, て, た, にド, ピ, グ, and を of the non-homogeneity を, which takes into account the た た. The result is られた, and the following られた passes through である である. · ド ピ ピ グ グ グ in an electron system にとって <s:1> background charge となるため and そ <s:1> non-uniformity <s:1> electrostatic shielding を give rise to グ す す. The electrostatic shielding <s:1> characteristics に に て て て brightness ら ら に た た た. T - J モ デ ル に お い て は ホ - ル は ボ ソ ン と し て vibration る dance う た め, フ ェ ル ミ オ ン で あ る usually の electronic と は different な る cover features を shown す こ と が points か っ た. · ホ ー ル の の high density in low と い い が meet し て い に る occasions, low い か ら に high い field s - RVB (item 1 heavy resonating valence Bond) order の し み し (almost unseen fruit) が up こ る こ と を phenomenalism equation に base づ い て か indeed め, そ の strong さ (し み out し の さ, お よ び intensity) を quantitative に see product も っ た. こ の s - RVB nearly meet working fruit に よ っ て, uneven な ド ー ピ ン グ の で under the optimal ド は ー ピ ン グ rate の temperature above the critical temperature の で も bureau of に は super 伝 guide features が now れ う る こ と が points か っ た. こ の と き appear す る 伝 guide field の oversized き さ (picture) は 2 つ の field の interface か ら s - RVB order の コ ヒ ー レ ン ス long degree (usually, dozens of オ ン グ ス ト ロ - ム) で あ る. Exhibition, above の theory の 発 と し て, s - RVB almost unseen fruit に よ る high temperature super 伝 guide デ バ イ ス の possibility を blame し, デ バ イ ス made の た め の specific な ア イ デ ア を shown し た. は こ れ ら の results, in recent years, quasi ギ ャ ッ プ field で 観 measuring さ れ て い る, space に than the others in に distribution す る super 伝 の guide field exist と も masato even が あ る と exam え ら れ, future plans ギ ャ ッ プ field に お け る property parsing の た め の の based な 枠 group み を and え る こ と が expect で き る. The である results of this study are now being prepared for submission at である.

项目成果

A.Kumagai,M.Hayashi and H.Ebisawa: "Cooper Pair Formation in U (1) Gauge Theory of High Temperature Superconductivity"Journal of the Physical Society of Japan. 70巻2号(掲載予定). (2001)

A. Kumagai、M. Hayashi 和 H. Ebisawa：“高温超导性 U (1) 规范理论中的库珀对形成”，日本物理学会杂志，第 70 卷，第 2 期（待出版）。 2001）