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自铜氧化物高温超导体被人们发现以来,吸引了许多实验和理论物理学家的浓厚兴趣,人们发现它具有丰富和反常的特性。经过二十多年的研究,人们已经积累了丰富而可靠的实验数据。到现在为止人们已经知道铜氧化物高温超导体的母体化合物是莫特绝缘体,在整个相区间都存在着强的电子关联。在众多的实验研究中,电子的拉曼散射实验是一种测量电子准粒子激发性质的重要手段。在这篇论文中,我们将基于动能驱动的高温超导电性理论对铜氧化物高温超导中电子的拉曼散射谱进行讨论。
首先,在第一章中我们回顾了铜氧化物超导体的基本性质,讨论了实验上已经取得的一些共识,着重介绍了电子的拉曼散射实验。电子的拉曼散射实验测量的是双粒子谱的信息,它可以通过选择初入射光的极化方向来探测布里渊区中费米面不同区域的信息。
在第二章中,基于t-t-J模型,我们引入了电荷自由度和自旋自由度相分离的费米子-自旋理论。该理论的优点是可以较好地处理没有电子双重占据的局域约束条件。然后我们论述了基于电荷自由度和自旋自由度相分离的费米子.自旋理论的动能驱动的高温超导电性理论,这是我们分析电子的拉曼散射谱准粒子激发的理论出发点。
在接下来的第三章中,我们研究了空穴掺杂型铜氧化物高温超导体中电子的拉曼散射谱。其中通过计算低能电子的拉曼散射谱随着温度和掺杂的依赖关系,我们说明了随着温度的升高,电子的拉曼散射谱权重受到压制,拉曼散射谱峰减小,同时B1g频道的拉曼散射谱受到压制的速度比B2g频道更快。随着掺杂的依赖计算表明,B2g频道的能量标度呈现圆屋顶形状,在最佳掺杂处达到最高,在欠掺杂和过掺杂区域都减小。B1g和B2g频道的超导准粒子密度在欠掺杂区域都随着掺杂浓度的增加而增加。在紧接的第四章中,与空穴掺杂电子的拉曼散射进行比较,我们研究了电子掺杂型铜氧化高温超导体中电子的拉曼散射谱。我们的研究给出了空穴和电子掺杂铜氧化物超导体中电子的拉曼散射谱的低能行为的不同特征,表明电子掺杂铜氧化物超导体的拉曼散射可以用非单调d-波超导能隙函数进行解释。
在第五章中,我们讨论了外磁场对铜氧化物高温超导体中电子的拉曼散射谱的影响。为了讨论磁场对电子的拉曼散射谱的影响,我们在t-t-J模型基础上增加塞曼项的贡献。基于此我们计算了空穴和电子掺杂型铜氧化物超导体中电子的拉曼散射随着磁场的演化行为。结果表明随着磁场的增加拉曼散射谱权重和谱峰的大小都受到压制。我们的这些理论计算结果与实验是一致的。最后一章是总结和展望。