[发明专利]基于超导Bi2212能隙的物理解释的节点能隙确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及超导双层铜氧化物体系的节点能隙的确定方法。

背景技术

在本发明人的文章^[1]“Explaining cuprates′anti-nodal kink features on the basis of a model of electron pairing”(“基于一种电子配对模型对铜氧化物反节点折弯特征的解释”)中，结合Gromko等人角分辨光电子谱(Angle-resolved photoemission spectroscopy，ARPES)结果^[2]，并根据本发明提出的一种电子配对模型^[3]，对Bi2212的反节点能隙特征进行了一些解释。根据上述配对模型，如果被占据的两个电子定态(E₁，k₁)和(E₂，k₂)与一个格波/声子模(hv，q)匹配，即有withhv＝E₂-E₁和q＝k₂-k₁，则在这两个态上的电子被该声子模所调谐并被置于一种非定态的稳态(NSS态)，其中该两个电子中的任一个的测得能量的几率分布取决于该声子模的平均声子数n；且当n→0时，测得该两个电子中的任一个的能量为E₂的几率趋于零。

因此，如图1(它取自Gromko等人的上述文献)所示，在反结合带(A带，antibonding band)从态104到105的部分上的态与结合带(B带，bonding band)上从态101至102的部分上的态分别与它们的对应格波模(声子模)相匹配，从而在足够低的温度下(对这些格波模n→0)与态104至105的A带部分上的态相联系的电子中的每一个的测得能量(以及波矢)基本上就是B带从态101至102的部分上的对应下态的能量(以及波矢)。该机制对于从态102至103的B带部分上的态与从态101至102的B带部分上的态也同样适用。换言之，对从态104至105的A带部分上的态和从态102至103的B带部分上的态上的电子的测量结果，就如同这些电子分别“下沉”到了它们在从态101至102的B带部分上的对应态一样。

然而，对于已经报告的双层Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ(Bi2212)的节点区的ARPES测试结果^[4]-[7]，依据上述电子配对模型进行解释的尝试遇到了困难。这种Bi2212样品的节点区有一个折弯(kink)和几乎平行延伸到费米能级(FL)的A带和B带。在这样的节点双带构造中，如图2所示意显示的，在费米能级附近的态203和204应当倾向于下沉到它们匹配的态201，因而在超导转变温度Tc以下，在费米能级下应该有显著的能隙，但已有的节点区ARPES结果并不是这种情况。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种基于对超导Bi2212体系的能隙的物理解释的节点能隙确定方法，其特征在于包括：

确定所述超导Bi2212体系的化学势，

确定中介所述超导Bi2212体系的节点配对的格波模的能量，

把所述节点能隙确定为从所述化学势以上所述格波模的能量的范围。

附图说明

图1用于说明Bi2212体系反节点的能带结构和相关参数。

图2示意显示了Bi2212体系节点的能带结构和相关参数。

图3显示了Bi2212体系反节点的能带结构在不同样品中的现有技术测试结果。

图4显示了Bi2212体系反节点的能带结构在k空间中不同位置处的现有技术测试结果。

图5显示了与图4类似的现有技术测试结果。

图6与图2类似，但其中中介格波模的能量有所不同。

具体实施方式

在本申请中，提出了一种测定费米能级的方法，并通过应用上述基于NSS态的电子配对模型，结合已有的Bi2212的ARPES测量结果，对节点能隙的“消失”提出了解释。

按照现有技术的记载^[8]，用ARPES确定费米能级的方法是通过把被测样品的光电子能量与一块基准金属的光电子能量进行比对，其中该基准金属与样品电连接。