Связь особенностей электронной структуры высокотемпературных сверхпроводников с формой их рентгеновских и электронных спектров

• Автор: Аврамов, Павел Вениаминович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ:
Введение
Глава I. Основные сведения об электронной структуре
высокотемпературных сверхпроводников
а) Электронные спектры сверхпроводников
б) Фотоэлектронные спектры с угловым разрешением
в) Рентгеновские спектры поглощения ВТСП-соединений
г) Рентгеновские спектры остовных уровней
д) Оптические спектры ВТСП-соединений
е) Одноэлектронные расчеты электронной структуры 29 купратов
ж) Учет сильных электронных корреляций
з) Общие представления об электронной структуре ВТСП- 39 оксидов
и) Заключение 41 Глава II. Экспериментальные методики исследования электронной
структуры и схема расчета спектральных характеристик
а) Экспериментальные методики изучения электронной структуры вещества
б) Многоэлектронная модель Си02 плоскости
в) Основное состояние Си04 кластера
г) Модель внезапного возмущения для рентгеновских спектров поглощения
д) Одноэлектронная модель расчета рентгеновских спектров поглощения
е) Поляризационная зависимость рентгеновских спектров поглощения
ж) Приближение малой концентрации (модель независимых центров)
Глава III. Проявление эффектов сильных электронных корреляций
в рентгеновских и рентгеноэлектронных спектрах
Глава IV. Недооценка величины запрещенной щели в электронных
спектрах Ьа2Си04
Глава V. Влияние сильных электронных корреляций на форму
рентгеновских СиК-спектров поглощения Га2Си04
Глава VI. Недиаграммные переходы в поляризованных рентгеновских СиЬ3 -спектрах поглощения ВТСП-керамик
Заключение
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Сейчас уже можно уверенно говорить, что открытие высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП) дало сильный толчок развитию многих областей экспериментальной и теоретической физики. Наиболее ярко это проявилось в развитии электронной спектроскопии высокого разрешения и теории сильных электронных корреляций. Первые попытки понять особенности электронной структуры высокотемпературных сверхпроводников и связать их с природой ВТСП были сделаны практически сразу же после открытия этих соединений [1]. Уже тогда стало ясно, что спектральные данные, полученные методами рентгеновской и электронной спектроскопии, не поддаются прямой и однозначной интерпретации. Это связано не только со сложностью атомной и зонной структур ВТСП-материалов, но и с проявлением в спектрах эффектов сильных электронных корреляций [2,3,4].
В настоящее время в мировой литературе уже накоплен обширный материал об электронной структуре ВТСП-оксидов полученный, как экспериментальными, так и теоретическими методами. Однако, к сожалению, все подобные исследования, как правило, касались отдельных аспектов физики этих соединений и поэтому сейчас нельзя сказать, что сформулирована единая точка зрения на то, как эти особенности ВТСП-оксидов проявляются в спектроскопических

где Jcc - константа обменного спаривания, а 5, - оператор спина на медном центре:
Jcc = (4tpd / А )(1 / Ud + 2 / (2А + Up))
Нижние экспериментальные оценки этой константы дают Jcc = 0.15 eV.
Другим очевидным успехом применения моделей типа Хаббарда при исследовании недопированных высокотемпературных сверхпроводников явилось то, что в рамках этого подхода удалось качественно описать рентгеновские СиКа- и рентгеноэлектронные См2р- спектры (Cu2p-XPS) этих соединений [85-87,28,88,89]. Однако, большинство авторов этих работ описывали только механизмы образования спектров для однодырочной конфигурации и не учитывали вклад двудырочной конфигураций, для которых эффекты корреляций принципиально важны.
Решение этой задачи для двудырочной конфигурации на одной структурной единице ВТСП впервые было сделано в работе [90]. Казалось бы, в изоляторе с переносом заряда дополнительная дырка должна «садиться» на подзону кислорода, которая следует сразу же после верхней хаббардовской зоны. Однако, авторы работы [90] опровергли эту точку зрения. Они показали, что ковалентное смешивание атомных состояний меди и кислорода (в зонной теории (Рис. 1.7) это соответствует 71-подзоне преимущественно кислородной природы) формирует триплетное и синглетное (ZRS- синглет Жанга-Райса) состояния Cü3d902p5 за счет хаббардовского расщепления занятых состояний в одноэлектронной л-подзоне. По их данным синглет оказывается наивысшим занятым состоянием (в электронном