Неоднородность псевдощелевого состояния допированного слоистого купратного антиферромагнетика

Abstract

Исследованы особенности псевдощелевого состояния в допированных слоистых купратных антиферромагнетиках (АФ) и недостаточно допированных ВТСП. Показано, что переход в псевдощелевое состояние является размерным кроссовером от трехмерного к двумерному движению зарядов в медь-кислородных плоскостях, который приводит к сосуществованию легких носителей заряда и ян-теллеровских поляронов, а также к развитию сильных локальных корреляций, характерных для двумерного допированного диэлектрика Мотта-Хаббарда. В допированном АФ в результате d-волнового спаривания легких носителей заряда и ян-теллеровских поляронов происходит образование магнитных и бозонных кластеров, т.е. появляется существенная неоднородность медь-кислородных плоскостей. Установлено, что при понижении температуры изменение свойств допированного слоистого купратного антиферромагнитного диэлектрика, а также металлического и сверхпроводящего состояний недостаточно допированных ВТСП связано с неоднократной динамической редукцией их размерности. Предложена модель фазовой диаграммы в зависимости от температуры и концентрации допирования.

The features of the pseudogap state in doped layered cuprate antiferromagnets and underdoped high-Tc superconductors (HTSCs) are investigated. It is shown that the transition to the pseudogap state is a dimensional crossover from three-dimensional motion to two-dimensional motion of charges in the copper–oxygen planes, which leads to the coexistence of light charge carriers and Jahn–Teller polarons and to the development of strong local correlations, as are characteristic for two-dimensional doped Mott–Hubbard insulators. In a doped antiferromagnet the d-wave pairing of light charge carriers and Jahn–Teller polarons leads to the formation of magnetic and bosonic clusters, i.e., substantial inhomogeneity of the copper–oxygen planes arises. It is found that the change in the properties of a doped layered cuprate antiferromagnetic insulator and in the metallic and superconducting states of an underdoped HTSC with decreasing temperature is due to a repeated dynamic reduction of their dimensionality. A model phase diagram in terms of the temperature and dopant concentration is proposed.