2、二维模型问题

要讨论铜氧面二维模型的问题，需要先从超导原理出发。两个带负电荷的电子要形成 Cooper对必须有吸引势的支撑，而这个吸引项需要依赖某个电子轨道的相互作用带。在铜氧化物二维模型中，处于费米面附近的Cu离子的3d和氧离子的2p轨道，在实空间上接近且能量相近，形成了大家熟知的电子自旋轨道耦合（Spin-Orbital Coupling, SOC）带。由于掺杂引入载流子的同时，也会改变材料母体原有的轨道耦合，费米面上的反铁磁背景能被掺杂轻易破坏，电子的吸引效果会随之剧烈变动。按照一般超导理论观点，SOC带有两个作用，其一可以支撑AFM（Antiferromagnet），其二可以为载流子提供关联吸引势（U势）。这里掺杂浓度对超导电性的影响至关重要，必须将掺杂控制在一定的有效浓度范围之内，之所以称其为有效，是要求既需要引入足够的载流子，又不至于彻底破坏用以支撑配对电子吸引势的反铁磁背景，从而实现最佳的超导转变温度。对于载流子浓度过量掺杂区域，支撑电子配对的吸引势被进一步削弱殆尽，相图中赝能隙线以上区域若再出现Cooper对，这个超导理论就更难解释了。