CuO2平面外杂质对Gossamer超导体局域态密度的独特影响

在2012年的《青岛大学学报（自然科学版）》第25卷第2期的研究论文中，作者万霞霞、任玉英和袁峰探讨了CuO2平面外非磁性杂质对gossamer超导体局域态密度的影响。他们基于t-J-U模型，运用Gutzwiller平均场近似和Bogoliubov-de Gennes (BdG) 理论进行深入分析。 研究结果显示，在超导体中远离杂质点的地方，电子局域态密度表现出典型的非对称性，这是正常超导现象下的预期行为。然而，当非磁性杂质位于CuO2平面上方时，它会显著地减小超导能隙，尽管这种影响并没有完全破坏超导性。值得注意的是，这些杂质对超导体内部的影响并非均匀，特别是在杂质附近的CuO2平面上，电子分布由于平面外的杂质势没有得到有效的屏蔽，导致纳米尺度上的电子分布变得极其不均匀。 这一发现对于理解铜氧化物高温超导体的行为至关重要，因为在掺杂过程中，不仅提供了载流子，还引入了离子库仑势，这可能会对材料的电子结构和超导性能产生显著影响。通过STM和ARPES实验数据，研究者们推测这些不均匀的电子结构可能是由掺杂引起的离子库仑势散射所造成的，这与传统金属中离子势的屏蔽机制不同。 这篇论文揭示了CuO2超导体在面对非磁性杂质时，电子局域态密度的复杂行为以及这些杂质如何影响超导能隙和电子分布的微结构，这对于优化材料性能，改进超导体的设计以及理解高温超导材料的微观机制具有重要的理论价值。