……
“局部电子密度波动,增强了电子之间的相互作用……”
“局部电子密度波动……局部电子密度波动……”
萧易的脑海中深深地思考着这件事情。
“到底是怎么增强的电子相互作用?”
他的脑海中开始回顾物理学的历史中,Bcs理论的现过程,特别是库珀对的现过程。
库珀对是一种电子关联的现象,但它并不是强电子关联系统。
不过,在高温导体这样的复杂材料系统中,电子强关联和库珀对的概念可能共同起作用,因此,回顾这个过程,或许也能够帮助他揭示高温导的机制。
Bcs理论,解释的是某些低温导金属的导机制。
在2o世纪5o年代,约翰·巴丁等物理学家已经提出,晶格振动可能在电子之间产生一种吸引力,这与通常的电子间的库仑排斥力不同。
而后,那位提出了库珀对的莱昂·库珀开始研究在费米海面附近的电子行为,费米面是指在绝对零度下,电子的最大能量边界。
“在库珀的研究中,他是假设如果两个电子的总动量为零,也就是动量大小相同但方向相反,并且它们通过交换声子相互作用,那么这种相互作用可以导致电子对的形成。”
萧易在草稿纸上模拟着库珀当初的推导过程。
“……最关键的是,他通过量子力学计算证明了,当温度低于某个临界值时,电子对的形成是自的,这种自形成的电子对能够降低系统的总能量,使得整个系统在低温下更稳定,即使是微弱的电子-声子相互作用也能导致库珀对的形成。”
“唔……这里就是关键了,因为温度足够低,在费米面附近的电子态之间存在一个能量间隙,因此单个电子不能轻易被激到更高能态,同时温度也没有达到过库珀对之间配对能量的阈值,所以电子和声子之间的相互作用力能够让库珀对形。”
“但是在高温状态下,电子被激到更高态,热噪声又会导致电子之间的随机散射,所以对于这些Bcs理论解释下的传统导体,无法在高温下实现导。”
“而对于钇钡铜氧这类镧钡铜氧化物,还有部分铁基导体,则在更高的温度上,展现出了强关联电子系统,从而实现了导。”
“比如,在铜氧化物高温导体中,库珀对通常被认为具有d波对称性而并非传统导体中的s波对称性……”
“局部电子密度波动……局部电子密度波动……”
萧易拿出笔,在草稿纸上列出了各种相关的信息。
看着所有的这些信息,他的脑海中也回忆起之前的那些灵感,直到最后,他的眼睛中蓦然爆出一阵精光。
“自旋密度波!不对,应该是局部自旋密度波!”
“如果将局部自旋密度波也代入进去的话……”
“再加上局部电子密度波……”
“结合这两种理论来描述电子强关联系统的话……”
可行!
不管如何,这也绝对能够算是一种研究角度。
没有废话,他便重新拿出了新的草稿纸。
“嗯……这两者之间还无法直接代入进去,最好应该是从其他方向入手。”
“对了!哈伯德模型!”
眼前一亮,手中的笔也继续动了起来。
【哈密顿量表示为:h=t∑[i,j],o(neti↓】
【其中,t是电子跃迁的振幅,u是电子在同一格点上相互作用的能量。】
“接着就是自旋密度波……可以用一个周期性的自旋排列来描述。”