Теория резонирующей валентной связи

В физике конденсированных сред , то теория резонирующих валентных связей (RVB) представляет собой теоретическую модель , которая пытается описать высокотемпературной сверхпроводимости , в частности, сверхпроводимость в купратных соединений. Впервые она была предложена американским физиком П. В. Андерсоном и индийским физиком-теоретиком Ганапати Баскараном в 1987 году. ^{[1] [2]} Теория утверждает, что в решетках оксида меди электроны от соседних атомов меди взаимодействуют, образуя валентную связь , которая фиксирует их место. Однако с допингомэти электроны могут действовать как подвижные куперовские пары и способны к сверхпроводимости. Андерсон заметил в своей статье 1987 года, что истоки сверхпроводимости в легированных купратах лежат в изоляторной природе Мотта кристаллического оксида меди. ^[3] RVB основывается на моделях Хаббарда и tJ, используемых при изучении сильно коррелированных материалов . ^[4]

В 2014 году ученые EPFL ^[5] обнаружили доказательства того, что фракционные частицы могут возникать в квазидвумерных магнитных материалах, которые подтверждают теорию высокотемпературной сверхпроводимости Андерсона. ^[6]

Описание [ править ]

Состояние RVB с валентной связью электронов ближайших соседей.

Физика изоляторов Мотта описывается гамильтонианом модели Хаббарда отталкивания :

${\ displaystyle H = -t \ sum _ {\ langle ij \ rangle} c_ {i \ sigma} ^ {\ dagger} c_ {j \ sigma} + {\ text {hc}} + U \ sum _ {i} n_ {i \ uparrow} n_ {i \ downarrow}}$

В 1971 году Андерсон впервые предположил, что этот гамильтониан может иметь невырожденное основное состояние, состоящее из неупорядоченных спиновых состояний. Вскоре после открытия высокотемпературных сверхпроводников Андерсон и Кивельсон и др. предложил основное состояние резонирующей валентной связи для этих материалов, записанное как

${\ Displaystyle | {\ текст {RVB}} \ rangle = \ sum _ {C} | C \ rangle}$

где представляет собой покрытие решетки ближайшими соседними димерами. Каждое такое покрытие имеет одинаковый вес. В приближении среднего поля состояние RVB может быть записано в терминах проекции Гутцвиллера и демонстрирует сверхпроводящий фазовый переход по механизму Костерлица-Таулесса . ^[7] Однако строгое доказательство существования сверхпроводящего основного состояния ни в гамильтониане Хаббарда, ни в tJ-гамильтониане пока не известно. ^[7] Кроме того, стабильность основного состояния RVB еще не подтверждена. ^[8]${\ displaystyle C}$

Ссылки [ править ]