Властивості купратних метало-оксидів, пов’язані з анізотропією електронного спектру і кулонівськими кореляціями - Автореферат

Існує надзвичайно велика кількість теоретичних концепцій і підходів для опису ВТНП у шаруватих купратних МОС - від моделі резонансних валентних звязків Андерсона та дискретних вузельних моделей у наближенні сильного звязку типу двовимірної (2D) моделі Хаббарда або-моделі, до стандартних фермі-рідинних моделей з куперівським спарюванням носіїв струму за рахунок взаємодії тієї або іншої природи (електрон-фононної, електрон-магнонної або електрон-плазмонної). Специфічні особливості купратних МОС, такі як (а) шарувата або шарувато-ланцюжкова кристалічна структура, (б) квазідвовимірність зонного спектру електронів (дірок) в шарах CUO2, (в) сильна анізотропія групової швидкості та ефективної маси квазічастинок поблизу рівня Фермі завдяки існуванню подовжених сідлових особливостей (СО) у законі дисперсії, (г) повязана з СО гігантська коренева сингулярність Ван Хова в електронній густині станів, тією чи іншою мірою беруться до уваги авторами різних теоретичних концепцій ВТНП. Всі ці обставини й визначили великою мірою основний напрямок даної дисертаційної роботи: теоретичні дослідження властивостей купратних метало-оксидів, що повязані з сильною анізотропією електронного спектра і наявністю в системі далекодіючої кулонівської взаємодії та багаточастинкових кулонівських кореляцій. Дисертаційна робота виконана відповідно до планів науково-дослідних робіт Інституту фізики НАН України по темах: “Плазмонний механізм високотемпературної надпровідності в шаруватих багатозонних кристалах типу купратних метало-оксидів” (ДКНТ 2.3/521, 1992-1995), “Теоретичні дослідження особливостей кінетичних і транспортних процесів і ефектів екранування в шаруватих металах і високотемпературних надпровідниках” (В53/38, 1995-1998), “Дослідження впливу ефекту гібридизації зон та флуктуацій зарядової густини на кінетичні та надпровідні властивості купратних метало-оксидів” (ДФФД 2.4/561, 1997-1999), “Теоретичні дослідження фізичних властивостей високотемпературних надпровідників з анізотропною структурою електронного спектра і надпровідного параметра порядку” (1.4.1 В/53, 1999-2001), “Теоретичні дослідження фізичних механізмів, що впливають на критичну температуру і критичний струм у високотемпературних надпровідниках” (1.4.1 В/78, 2002-2004) побудова моделі високотемпературної надпровідності в купратних МОС, яка враховує внесок динамічно екранованої кулонівської взаємодії та багаточастинкових кулонівських кореляцій;У другому розділі “Прояви анізотропії одночастинкового електронного спектра купратів у колективному спектрі флуктуацій зарядової густини” розглядаються наслідки сильної анізотропії квазідвовимірного одночастинкового електронного спектру шаруватих кристалів купратних МОС в площини шарів , яка повязана з наявністю в спектрі подовжених сідлових особливостей (“пласких зон”) з аномально високою густиною станів. Показано, що у колективному електронному спектрі при малих імпульсах можуть виникати згасаючі довгохвильові флуктуації зарядової густини з акустичним законом дисперсії , які аналогічні гілці акустичних плазмонів (АП) у багатозонних металах і багатодолинних вироджених напівпровідниках (напівметалах) з багатозвязною поверхнею Фермі (ПФ) [1,2]. У третьому розділі “Внесок акустичних плазмонів у теплопровідність високотемпературних надпровідників” показано, що аномалії температурної залежності коефіцієнта теплопровідності у високотемпературних надпровідниках нижче критичної температури переходу в надпровідний стан можуть бути повязані з існуванням всередині щілини слабко згасаючих колективних електронних збуджень бозе-типу з акустичним законом дисперсії (акустичних плазмонів). Такий “плазмонний” механізм теплопровідності в шаруватих купратних метало-оксидних сполуках дозволяє пояснити незвичайну поведінку теплопровідності, що спостерігається в експерименті [5,6]: аномальний пік при в площині шарів CUO2, квадратичну залежність в області , пригнічення максимуму неізовалентними домішками і магнітним полем, інверсію анізотропії в площині шарів у монодоменних кристалах YBA2Cu3O7-? з упорядкованими ланцюжками CUO при переході з нормального в надпровідний стан та ін. У четвертому розділі “Вплив кореневої сингулярності Ван Хова на критичну температуру шаруватих купратних метало-оксидів” показано, що коренева сингулярність Ван Хова в густині станів [8], яка повязана з подовженими СО в електронному спектрі високотемпературних надпровідників на основі купратних метало-оксидних сполук діркового типу, призводить до немонотонної залежності критичної температури від розташування рівня Фермі по відношенню до дна сідловин .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. Самоузгоджене чисе

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ