Пентегов Всеволод Ігорович. Властивості купратних метало-оксидів, пов'язані з анізотропією електронного спектру і кулонівськими кореляціями : дис... канд. фіз.- мат. наук: 01.04.07 / НАН України; Інститут фізики. - К., 2005.
Анотація до роботи:
Пентегов В. І. Властивості купратних метало-оксидів, пов’язані з анізотропією електронного спектру і кулонівськими кореляціями – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 – фізика твердого тіла. – Інститут фізики НАН України, м. Київ, 2005 р.
Продемонстровано, що ключову роль у формуванні властивостей купратних метало-оксидних сполук грають подовжені сідлові особливості в зонному спектрі 2D шарів CuO2, які призводять до сильної анізотропії ефективної маси і групової швидкості квазічастинок та появи в колективному електронному спектрі згасаючих довгохвильових коливань зарядової густини з акустичним законом дисперсії (акустичних плазмонів). Малокутове розсіяння носіїв струму на таких колективних збудженнях проявляється в послабленні екранованого кулонівського відштовхування в області малих переданих імпульсів і призводить до виникнення ефективного притягання між квазічастинками в d-хвильовому куперівському каналі. Виключно важливу роль грають також багаточастинкові кореляційні ефекти, які описуються кулонівською вершиною і сприяють посиленню міжелектронної взаємодії. Самоузгоджений чисельний розв’язок системи нелінійних інтегральних рівнянь для нормальної і аномальної власно-енергетичних частин в електронних функціях Гріна і обчислення критичної температури надпровідного переходу та ізотопічного ефекту показують, що цілком задовільне узгодження теоретичних результатів з експериментом для оптимально допованих і передопованих купратних МОС може бути отримане в рамках фермі-рідинного підходу при урахуванні анізотропії квазідвовимірного електронного спектру в площині купратних шарів, яка пов’язана з існуванням подовжених сідловин, а також кореневої сингулярності Ван Хова в густині станів.
Розвинені в роботі методи можуть бути використані при створенні моделі надпровідності в цих сполуках, що самоузгоджено враховує наявність декількох типів взаємодії.
В результаті виконання дисертаційної роботи продемонстровано ключову роль у формуванні властивостей купратних метало-оксидних сполук подовжених сідлових особливостей в зонному спектрі 2D шарів CuO2, які призводять до сильної анізотропії ефективної маси та групової швидкості квазічастинок і появи в колективному електронному спектрі згасаючих довгохвильових коливань зарядової густини з акустичним законом дисперсії. Взаємодія носіїв струму з такими збудженнями (акустичними плазмонами) проявляється в послабленні екранованого кулонівського відштовхування в області малих переданих імпульсів і призводить до виникнення ефективного притягання між квазічастинками в d-хвильовому куперівському каналі. Суттєву роль відіграють також багаточастинкові кореляційні ефекти, які описуються кулонівськими вершинними частинами і сприяють посиленню міжелектронної взаємодії. Самоузгоджене чисельне рішення системи інтегральних рівнянь для нормальної та аномальної власно-енергетичних частин електронних функцій Гріна і обчислення критичної температури надпровідного переходу та ізотопічного ефекту показують, що задовільне узгодження з експериментом для оптимально допованих і передопованих купратних МОС може бути отримана в рамках фермі-рідинного підходу.
Розвинені в роботі методи можуть бути використані при створенні моделі надпровідності в цих сполуках, що самоузгоджено враховує наявність декількох типів взаємодії.
Головні результати роботи можуть бути стисло сформульовані наступним чином:
Показано, що залежність температури надпровідного переходу від концентрації допованих дірок в передопованій області фазової діаграми можна правильно описати в наближенні сильного зв'язку при послідовному врахуванні наявності в густині електронних станів кореневої особливості Ван Хова, яка пов'язана з подовженими сідловими особливостями в електронному спектрі.
Показано, що у квазідвовимірних (шаруватих) системах сильна анізотропія швидкості Фермі в площині шарів може призводити до виникнення додаткової гілки колективних збуджень зарядової густини з акустичним законом дисперсії (акустичних плазмонів).
Досліджено внесок таких збуджень у теплопровідність купратних метало-оксидів і продемонстровано як якісну, так і кількісну згоду отриманих теоретичних результатів з експериментальними даними по аномальній теплопровідності цих сполук у надпровідному стані.
В рамках фермі-рідинного підходу показано, що в шаруватих купратних метало-оксидах динамічно екранована кулонівська взаємодія при врахуванні багаточастинкових кулонівських кореляцій може призводити до електрон-електронного спарювання в куперівському каналі із симетрією та високою температурою надпровідного переходу K, що відповідає експериментально спостережуваним значенням.
Запропоновано підхід до проблеми самоузгодженого розгляду далекодіючої кулонівської взаємодії і хаббардівського відштовхування на вузлі при обчисленні нормальної та аномальної частин власної енергії електронів з урахуванням багаточастинкових кореляцій.
Вивчено «екситонний» механізм виникнення псевдощілинного стану купратних метало-оксидів і запропоновано спосіб підвищення максимальних значень критичної температури надпровідного переходу в цих сполуках.
Публікації автора:
Пашицкий Э. А., Пентегов В. И. Акустические плазмоны как возможная причина аномального пика теплопроводности в высокотемпературных сверхпроводниках ниже критической температуры // ЖЭТФ. - 1995. - Т.81, №2. - С.652-668.
Пашицкий Э. А., Пентегов В. И. О природе анизотропной структуры щели в высокотемпературных сверхпроводниках: конкуренция между s- и d-типами симметрии // ЖЭТФ - 1997. - Т.111, №1. - С.298-317.
Пашицкий Э. А., Пентегов В. И., Абрахам Э. О влиянии корневой сингулярности Ван Хова на критическую температуру передопированных высокотемпературных сверхпроводников // Письма в ЖЭТФ. - 1998. - Т.67, №7. - С.473-477.
Пашицкий Э. А., Пентегов В. И., Семёнов А. В., Абрахам Э. О роли кулоновского взаимодействия в механизме d-волнового куперовского спаривания носителей тока в высокотемпературных сверхпроводниках // Письма в ЖЭТФ. - 1999. - Т.69, №10. - С.703-707.
Пашицкий Э. А., Пентегов В. И. Вершинные функции как фактор усиления межэлектронного притяжения в d-волновом куперовском канале при «кулоновском» механизме высокотемпературной сверхпроводимости // Письма в ЖЭТФ. - 2000. - Т.72, №8. - С.628-633.
Пашицкий Э. А., Пентегов В. И. Роль флуктуаций зарядовой плотности и многочастичных кулоновских корреляций в механизме высокотемпературной сверхпроводимости купратных металло-оксидных соединений // ФНТ. - 2001. - Т.27, №2. - С.140-152.
Pashitskii E. A., Pentegov V. I., Manske D., Eremin I. Influence of long-range Coulomb interaction and on-site Hubbard repulsion on the formation of d-wave Copper-pairing in high-Tc cuprates. // J. Supercond. - 2004. - Vol.17, №3. - P.421-430.
Пашицкий, Э. А., Пентегов В. И. О механизме возникновения сверхпроводящего и псевдощелевого состояний в высокотемпературных сверхпроводниках. // УФЖ. - 2005. - Т.50, №8А. - С.77-81.
