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Renormalized Mean Field Theory for a Simpli.ed Two-Orbital Model of Iron-Based Superconductors
Dissertation

Renormalized Mean Field Theory for a Simpli.ed Two-Orbital Model of Iron-Based Superconductors

Huang, Shin-Ming
Doctor of Philosophy (PHD), 國立清華大學, 物理系
2009

Abstract

鐵基超導體 局域自旋 超導 重整化平均場論 iron-based superconductor spin model Gutzwiller approximation superconductivity renormalized mean field theory
隨著越來越多的實驗顯示,鐵基超導體系統有著中等程度的交互作用,靠近於Mott絕緣體邊界,因此我們認為從強相關系統模型出發是個合適的出發點,於是我們採用局域電子自旋模型—雙軌道t-J_1-J_2模型—來研究鐵機超導體的超導態,並且去探討局域交互作用的影響。 首先,我們忽略電子局域的關聯性,利用群論,寫下超導的序參量,由平均場論得出超導的相位圖。我們發現超導相位圖裡,s波(A_1g)與d波(B_1g)兩態互相競爭,J_2幫助s波,而J_1幫助d波。 接下來,我們考慮電子局域關聯,引入同、異軌道Hubbard交互作用以及Hund偶合,我們使用Gutzwiller波函數來表示此交互作用的影響。Gutzwiller波函數描述一個既有流動又有局域特性的電子系統,因此我們認為這是一個好的方法來研究這中等程度交互作用的系統。利用Gutzwiller近似,將局域關聯的效果表現在重整化能帶以及重整化自旋偶合常數上,而得到的重整化漢密頓量將描述超導準粒子的運動。隨著局域交互作用的增加,能帶寬度會減小而自旋偶合會增強。此外,Gutzwiller投射運算子會混雜同軌道與異軌道自旋偶合,因而增加異軌道電子配對。由於對稱性的關係,只有s波允許異軌道電子配對,因此局域交互作用可以讓s波變得比d波更穩定。而當異軌道電子配對增強時,費米面上的超導能隙會變得越各向異性,在(π,0)-(0,π) 方向造成隆起。

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