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自从高温超导电性发现以来,在实验和理论方面都引起人们的极大兴趣,与之相关的强关联理论也得到了大力的发展。随着实验技术的提高,在准一维的强关联系统中人们也发现了超导电性。本文在强关联理论框架下,研究了准一维Ising型强关联反铁磁材料TlCoCl<,3>的自旋动力学以及Zigzag型超导材料Pr<,2>Bα<,4>Cu<,7>O<,15>-δ的超导电性。
我们首先在第二章简单介绍了准一维Ising模型,并介绍了处理强关联电子局域约束条件的slaVe-fermion理论。应用该理论,本章主要研究了准一维Ising型强关联材料的自旋动力学,证实了材料中存在着强的反铁磁涨落,探究了自旋隙产生的根源,并发现自旋激发峰的位置对于波矢的依赖关系与Ising理论描述的一致。最后,我们发现自旋结构因子公度一非公度的转变依赖于各向异性因子,随着各向异性因子的增大,出现了公度向非公度的转变.
在第三章里我们主要讨论了Zigzag型超导材料的超导机制.首先,我们简单介绍了可以用来描述二维强关联电子系统基本低能物理过程的t-J模型,并介绍了可以较好地处理体现电子局域约束条件的电荷自由度与自旋自由度相分离的费密子-自旋理论,给出了Zigzag型材料t-J模型的平均场理论。为了应用t-J模型和电荷自由度与自旋自由度相分离的费密子-自旋理论来研究电子掺杂的Zigzag型氧化物超导材料,我们引入了一个重要的粒子-空穴变换。接着,我们讨论了Zigzag型超导材料的超导机理。在动能驱动的超导电性理论框架下,说明了Zigzag型材料超导电性的发生与铜氧化物高温超导体类似主要是由动能驱动的,借助于交换自旋元激发并直接通过动能,穿衣电荷载流子之间产生相互作用.该相互作用导致穿衣电荷载流子之间产生了净吸引力,然后使得穿衣电荷载流子配成对。而电子库柏对的形成则是由于电荷一自旋的重新组合,然后这些电子库柏对玻色凝聚形成超导基态。虽然超导态是以电荷自旋重新结合为特征的,超导转变温度却是由穿衣电荷载流子配对转变温度决定的,并且在强的磁阻挫效应下,Zigzag 型材料的超导温度被压制到一个非常低的值.电子掺杂Zigzag型超导材料的最高超导转变温度发生在掺杂浓度δ≈0.1处,在欠掺杂区和过掺杂区都随着掺杂而降低。