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上海交大物理与天文学院秦明普课题组在二维Hubbard模型的超导研究中取得进展

       第一个铜氧化合物高温超导体的发现距今已有30多年,但是理解铜氧化合物高温超导体的微观机制仍然是目前凝聚态物理研究中最具挑战的课题之一。人们普遍认为二维Hubbard模型是描述铜氧化合物高温超导体的正确模型。二维Hubbard模型能够正确地描述铜氧化合物高温超体母体的反铁磁序,掺杂后反铁磁长程序的消失,以及条纹相的出现等实验现象。但是关于二维Hubbard模型中是否存在超导长程序一直存在争议。

       近期,上海交通大学物理与天文学院秦明普与慕尼黑大学Chia-Min Chung,Ulrich Schollw?ck,威廉玛丽学院/西蒙斯基金会熨斗研究所计算量子物理中心Shiwei Zhang, Hao Shi和Ettore Vitali,德国马普量子光学所的Claudius Hubig,加州大学Irvine分校的Steven R. White等合作者,在西蒙斯基金会多电子问题合作组支持下详细地研究了二维Hubbard模型的超导性质。利用辅助场量子蒙特卡洛和密度矩阵重整化群两种方法相互印证,他们发现在与实际材料相关的1/8掺杂附近,单带二维Hubbard模型在只有最近邻跃迁时的基态为条纹相,不存在超导序。这一工作近期以标题“Absence of Superconductivity in the Pure Two-Dimensional Hubbard Model”发表在PHYSICAL REVIEW X上。

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超导序参量随配对场的变化情况

       这一项工作说明要正确描述高温超导,至少需要在Hubbard模型中引入其它相互作用项,比如次近邻跃迁。于此同时,在最近发表于PHYSICAL REVIEW B, Rapid Communications上的一项工作中,他们研究了次近邻跃迁对于Hubbard模型基态的影响,发现系统尺寸对于可能出现的超导态的对称性有很大的影响。

       这些工作对于寻找描述高温超导的最小模型(minimum model)和理解高温超导的微观机制有指导意义。


论文链接:

https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.10.031016

https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.102.041106

秦明普
物理与天文学院
       

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