Quantum Monte Carlo study of interplay between spin stripe order and superconductivity in copper based two-orbital Hubbard model

为澄清铜氧化物高温超导材料具有不同的超导转变温度的原因以及自旋条纹序和超导电性之间的关系，基于铜基二轨道哈伯德模型采用大尺度无偏差的约束路径量子蒙特卡洛方法研究了Cu的d3z2-r2轨道对LSCO和HBCO两类典型的铜基超导体中的超导电性和自旋条纹序的影响。首先，利用不同类型的铜基超导材料的轨道能级差的差异，数值结果显示相比于LSCO超导材料，HBCO超导材料中的d波超导电子配对对称性的配对关联函数和有效配对关联函数的强度表现出更为显著的优势。此结果表明HBCO超导材料的超导转变温度高于LSCO超导材料的超导转变温度的原因与Cu的d3z2-r2轨道的作用有关。其次，通过考察LSCO和HBCO两类超导材料中的自旋条纹序的形成情况，数值模拟结果显示LSCO体系的自旋条纹序呈现出相对较长的单个畴区，而HBCO体系的自旋条纹序呈现出周期性且具有多个畴区。此结果说明LSCO体系存在局域有序的自旋条纹序，HBCO体系存在非局域长程有序的自旋条纹序，更为重要的是由于HBCO超导材料中d波超导电子配对对称性的配对关联函数和有效配对关联函数在长程序上表现出明显的优势，这说明长程有序的自旋条纹序有利于提高材料的超导电性，即自旋条纹序和超导电性存在协同效应。