Home Home


THE CELL REPRESENTATION OF THE THREE-BAND HUBBARD MODEL

V. A. Moskalenko
Объединенный институт ядерных исследований, Дубна

P. Entel
Theoretische Physik, Gerhard Mercator Universitat Duisburg, Duisburg, Germany

M. Marinaro
Dipartimento di Fisica "E. R. Caianiello", Universita degli Studi di Salerno, Baronissi (SA), Italy

D. Grecu
Institute of Applied Physics, Moldova Academy of Sciences, Chisinau, Moldova

D. F. Digor
"Horia Hulubei" Institute for Physics and Nuclear Engineering, Bucharest, Romania

The d-p model of oxide superconductors, which includes the 3dx2-y2 orbitals of copper and the - 2px/2py orbitals of oxygen, is reformulated by using the orthogonalized Wannier orbitals centred on the copper lattice sites. Only the nearest-neighbor Cu-O and O-O hopping terms are included together with the on-site Coulomb terms for Cu and O. We diagonalize firstly the O-O hopping term by introducing diagonalizing fermions ai and bi with two local energies ea and eb which cosiderably differ from local oxygen ion energy ep. The diagonalization is made before the Wannier orthogonalization of the orbitals is done. In our cell representation the Hamiltonian is the sum of different contributions which contain three orthogonalized operators: di, ai, and bi. The main part of it is the local one. There are also the perturbative delocalizing contributions. The detailed investigation of the eigenvalue problem of the local Hamiltonian has been done by using the S-matrix method, elaborated by us. The energy spectrum of the local Hamiltonian depends on such quantum numbers as the full number N of a, b and d particles of the state, their full spin S and its z projection. All the renormalized states with N = 0,1,2...,6 have been analyzed. When N = 2 and S = 0, there are six singlet states and the lowest from them is Zhang-Rice one. The diagonalizing process lowers the energy of this state considerably. In the local approximation the chemical potential dependence on the temperature and hole numbers has been also established.

Гамильтониан d-p-модели переписан в представлении ортогонализованных ванье-орбиталей меди и кислорода. В данной работе, в отличиe от других, выполнен точный учет гибридизации дырок на ионах кислорода. С этой целью используются две диагонализованные фермионные ячеечные моды кислородных дырок, наряду с модой медных дырок. Эти диагонализованные моды обладают существенно различными локальными энергиями, что заметно сказываeтся на результатах теории. Отмечена некоммутируемость операции диагонализации кислородного гамильтониана и ортогонализации орбиталей Ванье по узлам медной решетки. Ячеечная орбиталь кислородных дырок, принадлежащих ионному комплексу CuO4, оказывается в нашем подходе суперпозицией этих двух диагонализованных орбиталей. Полученный гамильтониан имеет вид суммы слагаемых, члены которых имеют различное число индексов узлов решетки меди. Наибольшим является локальное слагаемое. Определены все главные состояния кластерного представления и детально проанализирован спектр элементарных возбуждений локальной модели. В локальном приближении определен химический потенциал системы и его зависимость от числа дырок и температуры. Показано, что процесc перенормировки кислородных дырок существенно влияет на низкоэнеpгетическую часть спектра системы и, в частности, на энергию синглета Жанга и Райс, приводя к значительному ее понижению.


Full text in PDF (349.669)



Home Home