Динамическая магнитная восприимчивость в t–J-модели

Abstract

В режиме сильных электронных корреляций рассмотрена t–J-модель с запретом на появление двоек (двукратно заполненных узлов) в нижней хаббардовской зоне и дырок — в верхней. Описана специфика электронных состояний. Получено выражение для поперечной динамической восприимчивости x как функции волнового вектора q и частоты ω в приближении случайных фаз (ПСФ) в металлическом состоянии системы, проанализирована статическая восприимчивость (ω = 0) в пределах q = 0 и q = Q = (π, π) в квадратной решетке в зависимости от электронной концентрации n. Диэлектрический предел (n → 1) описан как состояние спиновой жидкости (СЖ). Предложено выражение для магнитной восприимчивости, объединяющее ПСФ и концепцию СЖ при наличии протекания по узлам. Показано, что в определенной концентрационной области статическая восприимчивость отрицательна (диамагнитный эффект), что указывает на возможность сверхпроводящего состояния с обменным механизмом спаривания.

У режимі сильних електронних кореляцій розглянуто t–J-модель із забороною на виникнення двійок (двократно заповнених вузлів) у нижній хабардівській зоні і дірок — у верхній. Описано специфіку електронних станів. Отримано вираз для поперечної динамічної сприйнятливості x як функції хвильового вектора q і частоти ω у наближенні випадкових фаз (HВФ) у металевому стані системи, проаналізовано статичну сприйнятливість (ω = 0) у межах q = 0 та q = Q = (π, π) у квадратній ґратці в залежності від електронної концентрації n. Діелектричний ліміт (n → 1) описано як стан спінової рідини (СР). Запропоновано вираз для сприйнятливост і, що поєднує HВФ і концепцію СР за наявністю протікання по вузлах. Показано, що у визначеній концентраційній області статична сприйнятливість негативна (діамагнітний ефект), що вказує на імовірність надпровідного стану з обмінним механізмом спарювання.

The t–J model with the constraint for creation of «doubles» in the low Hubbard zone and holes in the upper zone is considered in the regime of strong electron correlations. The peculiarity of the electron states is described. An equation for transverse susceptibility as a function of wawe vector q and frequency ω, x(q,ω), is obtained in the random phase approximation (RPA) for the metal state of the system; the static susceptibility as a function of electron concentration n is analyzed for the case of square lattice in the limits q = 0 and q = Q = (π, π). The dielectric limit (n → 1) is described as a spin liquid (SL) state. An equation for susceptibility combining the RPA and SL conception for the case of site percolation is proposed. It is shown that for a certain concentration region the static susceptibility is negative, x(Q,0) < 0 (diamagnetic effect); this suggests that a superconducting state with the mechanism of exchange coupling is quite possible.