امواج چگالی بار و ابررسانایی در ترکیبات دیکالکوژن-فلزات واسطه

در بررسی ابررساناهای دمای بالا‏، ساختارهای شبه دوبعدی اهمیت ویژه ای دارند. این مواد در کنار خصلت ابررسانایی‏، از خود نظم مغناطیسی یا نظم بار نشان می دهند. ترکیبات دیکالکوژن-فلز واسطه ی دوبعدی ترکیبات لایه ای هستند‏، که در آ ن ها امواج چگالی بار مشاهده می شود. ‎nbse2‎ به عنوان یکی از این ترکیبات‏، در دمای ‎33/5k‎‎ به فاز امواج چگالی بار و در دمای k2/7 به ابررسانایی گذار می کند. در دمای پایین این دو فاز در این ماده همزیستی دارند. در مورد سازوکار امواج چگالی بار در این دسته از مواد مطالعات بسیاری انجام شده است و دو سازوکار تکینگی وان-هوف و لانه زنی در سطح فرمی برای آن پیشنهاد شده است. در این پژوهش ابتدا به بررسی نظم پادفرومغناطیس و ابررسانایی ‎d-wave و همزیستی آن ها و شرط ظهور نظم ‎‎?‎‎ ‎سه گانه‎ و قدرت آن در شبکه ی مربعی در دمای محدود می پردازیم. چون ‎‎نظم های ابررسانایی d-wave ‎ و پادفرومغناطیس در سیستم های همبسته ی قوی ایجاد می شوند‏، از مدل هابارد گسترش یافته که مدلی برای این نوع سیستم هاست‏، استفاده می کنیم. اما بررسی دقیق این هامیلتونی‏، علیرغم سادگی ظاهر آن‏، پیچیده و تقریباً غیر ممکن است. به همین علت از تقریب های مختلفی برای حل آن استفاده می شود‏، که یکی از آن ها تقریب میدان میانگین است. این تقریب نه تنها حل هامیلتونی را آسان می کند‏، بلکه برای بررسی نظم در سیستم‏، تقریب مناسبی می باشد. برای بررسی نظم در دمای محدود‏، لازم است که انرژی آزاد را در میدان میانگین به دست آورده و آن را نسبت به پارامترهای نظم کمینه کنیم. در این صورت به تعداد نظم هایی که در هامیلتونی وجود دارد‏، معادله ی خودسازگار به دست می آید. با حل این معادلات خودسازگار به صورت عددی پارامترهای نظم در دما و آلایش مختلف به دست می آیند. به این ترتیب می توانیم نمودار فازها را به دست آورده و نظم را بررسی کنیم. همچنین نظم امواج چگالی بار در شبکه ی مثلثی با استفاده از تقریب میدان میانگین هم در دمای محدود و هم در دمای صفر بررسی می شود. برای بررسی نظم در دمای صفر انرژی حالت پایه ی سیستم را به دست آورده و آن را نسبت به پارامترهای نظم کمینه می کنیم. همچنین با مقایسه ی انرژی حالت پایه در نظم های مختلف می توان نمودار فاز سیستم را در دمای صفر به دست آورد. در ادامه به بررسی نظم های پادفرومغناطیس و امواج چگالی بار در شبکه ی لانه زنبوری خواهیم پرداخت و رقابت بین این دو نظم را بررسی خواهیم کرد.