Введение к работе
Актуальность темы исследования. В настоящее время в физике высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) накоплено огромное количество достоверных экспериментальных данных. Хотя ноток работ и важных результатов, посвященных исследованию ВТСП, достаточно велик, тем не менее теория свойств таких систем к настоящему времени еще далека от своего завершения. Причины эюю, вероятно, кроются в большом разнообразии и исключительной сложности физических свойств ВТСП. Эти соединения удивительным образом объединяют сложные свойства металлов и диэлектриков, мапштоупорядоченных и фрустированных систем, кристаллов с сильными электронными корреляциями и ковалентной связью, систем с тяжелыми фермионами и локализованными моментами. Нематоважную роль, возможно, играют флуктуации вследствии квазидвумерности слоистых купратов. Отклонение от стехиометрического состава за счет допирования дырками или электронами, необычайно сильно отражается на физических свойствах этих соединений. Во всех "классических" экспериментах: по эффекту Холла, электрическому сопротивлению, ядерной релаксации, намагниченности и т.д. проявляются странные температурные зависимости исследуемых величин, не наблюдающиеся в простых металлах. Такое не фермижидкостное поведение ВТСП побудило ряд исследователей к предложению моделей вне рамок теории ферми-жидкости Ландау. Наиболее популярны из них: феноменологическая модель "антиферромагнитной ферми-жидкости" Пайнса и модель "маргинальной ферми-жидкости" Варм.ы. Тем не менее, в настоящее время рано еще говорить, что обычный квазифермижидкостный вариант теории исчерпал себя. Дело в том, что последовательный учет эффектов сильных электронных корреляции очень сложен и не все возможные варианты построения квазифермижндкостной модели для зоны проводимости в ВТСП еше апробированы.
Цель работы. Суммируя указанные обстоятельства, можно сформулировать цель данной диссертации:
1) Попытаться построить микроскопическую модель зонного строения
ВТСП с учетом сильных электронных корреляций, которая была бы
способна описать переход металл-диэлектрик и данные
фотоэмиссионной спектроскопии.
2) Выяснить влияние сильных электронных корреляций и
межплоскостного туннеднрования на спектр элементарных
возбуждений и спектральный вес зоны проводимости.
3) Исследовать возможность реализации эффектов нестабильности в
подсистеме носителей тока к образованию волн зарядовой плотности.
Попытаться объяснить температурную зависимость сдвига Найта на
ядрах меди Си(2) в бислойных соединениях ВТСП.
Научная и практическая ценность.
Предложена модель зон проводимости. Дан вывод закона дисперсии дырочных носителей тока с учетом состояний меди и кислорода. Получена простая формула для спектрального веса зоны проводимости. Из нее, в частности, следует, что режим половинного заполнения зоны проводимости реализуется при числе носителей тока на одну элементарную ячейку равным 2/7, которое хорошо соответствует условию оптимального допирования. В рамках двухзонной модели с межплоскостным туннелированием получена формула для расчета однородной спиновой восприимчивости бислойных ВТСП как функции температуры Т и индекса допирования 5.
Впервые анализируются эффекты нестабильности к образованию волн зарядовой плотности с комплексным параметром порядка. Путем численного решения интегральных уравнений показывается, что при наличии сильных короткодействующих потенциалов (прежде всего это суперобмен) волны зарядовой плотности имеют комплексный параметр порядка с симметрией s+id. Причем, компоненты s и d имеют различные температурные зависимости и разные критические температуры. Это обстоятельство позволяет получить температурную зависимость сдвига Найта на ядрах меди vYBajCujOj, сходную с экспериментально измеренной во всем интервале температур Т>Те .
Научная апробация. Основные результаты работы докладывались на семинарах кафедры квантовой электроники и радиоспектроскопии КГУ, а также на:
-Итоговых научных конференциях Казанского университета, 1993 - 1996гг. -XII International Symposiumon Nuclear Quadrupole Resonance, Zurich,
Switzerland, July 19-23, 1993. -M2S HTSC IV, IV International Conference, Grenoble, France, 5-9 July 1994. -XXVII Международном конгрессе Ampere, Казань, 1994. -Conference on Spectroscopies on Neve! Superconductors, Stanford, March 15-
18, 1995. -10th Anniv. Workshop on Physics, Materials and Applications HTSC, Houston,
T.X, March, 1996. -XI Всероссийская школа-семинар "Новые магнитные материалы
микроэлектроники", 18-21 июня 1996г, Москва. -SCES-96, The international conference on Strongly Correlated Electron Systems,
Zurich, August 19-22, 1996. -isfp7, Seventh international seminar on ferroelastic physics, Kazan, Russia, June
24-27, 1997. Работа выполнена при частичной поддержхе Российской научно-технологической программы "Высокотемпературная сверхпроводимость" (проект 94029) и международной программы "Соросовские аспиранты". Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 статей и 5 тезисов докладов.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка цитируемой литературы из 104 наименований. Общий объем работы - 101 страница машинописного текста.
