Meer dan drie decennia sinds de ontdekking van supergeleiding bij hoge temperatuur in keramische cupraatmaterialen, is het onderzoeken van de elektronische toestanden in cuprate-materialen om het begrip van de supergeleidende fase en aanverwante verschijnselen te vergroten, ongelooflijk belangrijk geworden.

In een nieuw artikel gepubliceerd in The European Physical Journal B , Ernesto Raposo van de Federale Universiteit van Pernambuco, Brazilië, en zijn co-auteurs, kijken naar een van de essentiële fysieke eigenschappen van supergeleidende cuprate-verbindingen - de pseudokloof - die een toestand beschrijft waarin het Fermi-oppervlak van een materiaal een gedeeltelijke energiekloof bezit .

Ondanks indrukwekkende vooruitgang in de studie van cupraat-supergeleidende verbindingen, wijzen de auteurs erop dat onderzoekers nog geen consensus hebben bereikt over de fysieke oorsprong van de pseudogap-fase in deze verbindingen.

Om dit probleem aan te pakken, gebruikt het team de eenbandige Hubbard Hamiltoniaan van interagerende naburige elektronen op de CuO₂ -vlakken van cuprate-systemen om de opkomst van de pseudogap-fase te onderzoeken.

Naast de gebruikelijke on-site Coulomb-afstotingsenergie en het springen van elektronen naar de dichtstbijzijnde buurlocaties, overwogen de onderzoekers ook een concurrerend mechanisme van sprongen naar de dichtstbijzijnde buurlocaties.

Om hun onderzoek uit te voeren, heeft het team het systeem gedoteerd met elektronen of gaten om de kritische dopingconcentraties te benaderen waarbij de pseudogap wordt gesloten, naast het schatten van het concentratiebereik waarover het wordt gehandhaafd.

Een model gebruiken dat is gemaakt om de parameters van de cupraatverbinding La₂ . weer te geven CuO₄ , vond het team de kritische elektron- en gatdoteringsconcentraties en verkreeg ook de ladingsoverdrachtskloof en maximale pseudogap-energieën.

De auteurs zeggen dat de pseudokloof niet opengaat wanneer de volgende dichtstbijzijnde naburige kinetische energie teniet wordt gedaan, en beschrijven deze bevinding als opmerkelijk.

De berekeningen van de onderzoekers geven aan dat de springenergie naar de volgende dichtstbijzijnde buur overeenkomt met de waarde van de waargenomen pseudogap in de experimentele maat in cuprate-systemen.

Dit suggereert dat concurrerende elektronenhoppen langs de knooprichtingen van de subrooster Brillouin-zone een rol zouden kunnen spelen bij het ontstaan ​​​​van de pseudogap-fase in cupraatmaterialen. + Verder verkennen

Wetenschappers ontdekken kwantumfaseovergang in onder druk staande cupraatsupergeleiders