hrvatski

Optička svojstva visokotemperaturnih supravodiča

Postoje brojni eksperimentalni podaci o anomalnim svojstvima visokotemperaturnih supravodiča. Anomalna ponašanja su zapažena podjednako u normalnom i supravodljivom stanju ovih materijala. Primjer toga je anomalni doprinos optičkoj vodljivosti u infracrvenom području frekvencija. Međutim, prvi korak prema preciznoj kvantitativnoj analizi anomalne optičke vodljivosti je račun regularnih doprinosa optičkoj vodljivosti te ispitivanje njihove ovisnosti o parametrima teorijskih modela. Izložit ćemo rezultate teorijske analize u kojoj je razmatran učinak dugodosežnih kulonskih interakcija na naboj-naboj korelacijske funkcije u Emeryevom modelu tri vrpce. U analizi je određena struktura longitudinalne mikroskopske dielektrične funkcije te pripadajuće makroskopske dielektrične funkcije. U optičkoj vodljivosti, koja je neposredno vezana s makroskopskom dielektričnom funkcijom, pronađen je Drudeov (unutarvrpčani) kanal te dva međuvrpčana kanala. Da bi se procijenile vrijednosti parametara modela tri vrpce koje su u skladu s mjerenjima optičke vodljivosti u La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$ i YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-x}$ materijalima nužno je uključiti u račun, barem na fenomenološkoj razini, raspršenje elektrona na nečistoćama i fononima, a u visokoenergetskom dijelu spektra ( $\hbar \omega > 2 $ eV) i doprinose ostalih vrpci koje nisu uključene u model tri vrpce. Pokazalo se da je parametar efektivne mase $m_{xx}/m$ reda 1, za razliku od analize gradijenata elektri\v{c}nog polja koja podupire sliku širokih vrpci za koje je $m_{xx}/m < 1$ [$m$ je masa slobodnog elektrona a $m_{xx} = \hbar^2 \Delta_{pd}/(2a^2 t_{pd}^2)$]. Međutim, obje analize ukazuju na porast temperature supravodljivog prijelaza sa smanjenjem parametra $m_{xx}/m$, tj. s povećanjem širine vrpci. Nadalje, upotrebom metode pomoćnog bozona u aproksimaciji srednjeg polja istražen je utjecaj lokalnog Hubbardovog međudjelovanja na bakrovim ionima na integrirane spektre Drudeovog i međuvrpčanog doprinosa optičkoj vodljivosti. Također, utvrđeno je da su plazmoni jedini dipol-aktivni kolektivni modovi elektronskog podsistema te ispitana ovisnost njihove frekvencije $\Omega_{pl}$ o parametrima modela. Dobivena ovisnost o razini dopiranja vodljivih ravnina nosiocima naboja $\delta$ slaže se s mjerenjima plazmonskih frekvencija u naddopiranim supravodičima, a u oštroj je suprotnosti s eksperimentalnim zapažanjem $\partial \Omega_{pl} /\partial \delta > 0$ u poddopiranim i optimalno dopiranima materijalima.

supravodljivost; optička svojstva

nije evidentirano