对铜氧化物超导体中时间分辨光电子谱与泵浦探测实验的理论研究

Cuprate superconductor is one of the most important and challenging fields in modern condensed matter physics, because of high Tc and rich phenomena in it. Recently developed pump-probe experiment, and time-resolved angle-resolved photoemission spectroscopy, has opened a new route to study cuprate superconductors. Different from conventional experiments, which probe equilibrium properties, pump-probe experiments may separate various excitation modes, and probe properties in the relaxation process of the non-equilibrium state. In this project, we propose to study theoretical issues arising from the time-resolved probes. We will combine the YRZ Green's function and the effective temperature models we developed or adopted previously to study the dynamics of cuprate superconductors in the non-equilibrium process. Our project is expected to shed light on our understanding of cuprate superconductor.

铜氧化物超导体一直是现代凝聚态物理学研究的一个重要分支，其重要性一方面源于其高超导转变温度，另一方面则因为其中存在着的丰富的物理现象。近年来发展的泵浦探测（pump-probe）实验技术，包括时间分辨角分辨光电子谱技术，为铜氧化物超导体的研究提供了新的手段。与一般测量平衡态物性的实验不同，泵浦探测实验可以分离的不同激发模式，探测系统非平衡态弛豫演化的性质。本项目计划研究与泵浦探测实验及其所揭示物理有关的理论问题。我们将利用YRZ格林函数和有效温度模型来研究铜氧化物超导体中有关的非平衡态动力学行为。目前，泵浦探测实验在国内外尚处于起步和发展阶段，期望我们的研究能促进对铜氧化物超导体的认识。

铜氧化物超导体一直是现代凝聚态物理学研究的一个重要分支，其重要性一方面源于其高超导转变温度，另一方面则因为其中存在着的丰富的物理现象。在本项目中，我们从理论上对与铜氧化物材料的超导机理相关的实验进行了研究。我们成功的解释了STM实验上观测到的单层铜氧面上的无节点能隙。我们的结果指出这一实验现象并不与d-波超导体的无节点能隙相矛盾，从而解决了这一令人不解的问题。另外，我们还对Ba2CuO(3+δ)材料中的超导现象进行了理论研究。我们指出，虽然Ba2CuO(3+δ)材料中起主要作用的轨道与普通铜氧化物超导材料不同，但是其仍然可以用 t-t’-J 模型描述。然而，Ba2CuO(3+δ)材料中的氧空位会导致铜上电子的有效晶格从正方晶格变为 brickwall 晶格，这会导致其配对对称性的改变。此外，我们的计算还表明这些氧空位的杂质效果并不会大幅降低超导转变温度。我们成功的给出了Ba_2 CuO_(3+δ)材料中超导电性的一种可能机制，为彻底理解Ba2CuO(3+δ)材料的超导相提供了理论基础。此外我们还对其他与超导现象相关的问题进行了研究，得到了一系列的成果。