KAJIAN NUMERIK EVOLUSI PERMUKAAN FERMI PADA SUPERKONDUKTOR CUPRATE MENGGUNAKAN MODEL HUBBARD PITA TUNGGAL

LANANG MAULANA A, Dr. Iman Santoso

2019 | Tesis | MAGISTER FISIKA

Telah dilakukan perhitungan numerik evolusi permukaan Fermi di dalam cuprate menggunakan model Hubbard pita tunggal dengan metode diagonalisasi matrik. Penelitian ini fokus pada mengkaji evolusi permukaan Fermi di dalam material cuprate, Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+delta), secara numerik dengan memperkenalkan suatu parameter benahan spesifik di dalam matrik model Hubbard. Dalam kajian ini, kami mengkonformasi dua jenis evolusi permukaan Fermi dari Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+delta) sebagaimana yang teramati secara eksperimental. Pertama, evolusi topologi pita antibonding permukaan Fermi dari electron-like menjadi hole-like dibangkitkan oleh parameter benahan t_d[cos(k_x).cos(k_y)] di mana t_d adalah koefisien parameter benahan yang berhubungan dengan parameter hopping dari interaksi jarak jauh tetangga atomik dan k_x,k_y adalah koordinat momenta zona Brillouin pertama yang ternormalisasi. Sebaliknya, parameter benahan t_d[cos(2k_x)+cos(2k_y )] membangkitkan evolusi permukaan Fermi dari topologi hole-like menjadi electron-like. Kedua, evolusi anisotropi dari permukaan Fermi dapat digambarkan oleh parameter benahan extended d-wave yang membangkitkan salah satu dari celah energi berbentuk-V atau berbentuk-U.

A Numerical calculation of the Fermi surface (FS) evolution in cuprate using the one-band Hubbard model by the matrix diagonalization method has been done. This work focusses on the study of the evolution of the FS in the cuprate material, namely Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+delta), numerically by introducing a specific order parameter in the Hubbard model matrix. In this study, we confirm two evolution types of the FS of Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+delta) as an experimental result. Firstly, the evolution of the antibonding FS topology from the electron-like to the hole-like is generated by the order parameter that has a form of t_d[cos(k_x).cos(k_y)] where t_d is the order parameter coefficient that corresponds to the hopping parameter of the atomic neighbor long-range interaction and k_x,k_y is the normalized momenta coordinate of first Brillouin zone. On the contrary, the order parameter that has a form of t_d[cos(2k_x)+cos(2k_y )] generates the evolution of the FS from the hole-like topology to the electron-like topology. Secondly, the anisotropic evolution of the FS can be described by an extended d-wave order parameter which generating either the V-shape or U-shape type of the energy gap.

Kata Kunci : evolusi permukaan Fermi, model Hubbard pita tunggal, cuprate, parameter benahan