Theoretical study of electronic states and excitation spectra in Ni-substituted cuprates

ニッケル不純物を含む銅酸化物高温超伝導物質の電子状態と励起スペクトルに関する理論的研究

筒井 健二; 遠山 貴己*; 前川 禎通

Tsutsui, Kenji; Toyama, Takami*; Maekawa, Sadamichi

銅酸化物高温超伝導物質における不純物置換効果の研究がこれまで世界中で数多く研究されている。Ni不純物置換に対してキャリアがNi不純物近傍へ局在化するといった興味深い現象が実験及び理論的研究により明らかになってきている。本研究ではクラスター計算によって、不純物濃度に比べてホール濃度が高い場合の電子状態を議論し、共鳴非弾性X線散乱スペクトルの予見を行った。

Impurity substitution for copper in high-Tc cuprate superconductors has attracted much attention. For Ni substitution, it has been argued from several experiments that hole carriers are strongly localized at around Ni sites. We have demonstrated theoretically that a hole can be bound in the NiO plaquette forming the Zhang-Rice doublet. In this study, we examine the interaction between the Zhang-Rice doublet and hole carriers. We carry out the numerically exact diagonalization on small clusters of the d-p model with a Ni impurity site and calculate the resonant inelastic X-ray scattering spectra for Ni K-edge.