Resonating valence bond (RVB)-Theorie ist ein Modell der theoretischen Festkörperphysik, welches versucht Hochtemperatursupraleitung, insbesondere in Cupraten, zu erklären. Es wurde 1987 von P. W. Anderson und Ganapathy Baskaran vorgeschlagen. Die Theorie sagt aus, dass Elektronen in Kupferoxid-basierten Verbindungen sogenannte Valenzbindungen eingehen und dadurch örtlich gebunden werden. Durch Dotierung können diese Elektronen als bewegliche Cooper-Paare agieren und führen zur Ausbildung eines supraleitenden Zustandes. In einer Veröffentlichung von 1987 legte Anderson dar, dass die Ursprünge von Supraleitung in dotierten Cupraten darin liegt, dass kristallines Kupferoxid ein Mott-Isolator ist. Die RVB-Theorie basiert auf dem Hubbard- und dem t-J-Modell für stark korrelierte Materialien.
Wissenschaftler der École polytechnique fédérale de Lausanne fanden 2014 Hinweise darauf, dass fraktionalisierte Teilchen in quasi zweidimensionalen magnetischen Systemen existieren können, was Andersons Theorie unterstützt.
Beschreibung rechts|mini|Illustration des RVB-Zustandes mit Valenzbindungen zwischen nächsten-Nachbar Elektronen. Das Verhalten von Mott-Isolatoren wird durch einen repulsiven (abstoßenden) Hubbard-Hamiltonian beschrieben:
Anderson schlug 1971 vor, dass dieser Hamiltonoperator einen nicht-entarteten Grundzustand besitzen kann, der aus ungeordneten Spinzuständen besteht. Kurz nach der Entdeckung von Hochtemperatursupraleitern, machten Anderson und Steven Kivelson den Vorschlag, diese Materialien mithilfe eines resonating valence bond-Zustandes zu beschreiben:
wobei eine Überlagerung des Kristallgitters durch nächste-Nachbar-Dimere darstellt und alle Summanden gleich gewichtet werde. In einer mean-field-Näherung kann der RVB-Zustand als Gutzwiller-Projektion beschrieben werden und weist einen supraleitenden Kosterlitz-Thouless-Phasenübergang. Allerdings ist ein formeller Beweis der Existenz eines supraleitenden Grundzustandes weder im Hubbard- noch im t-J-Modell bekannt. Weiterhin wurde die Stabilität des RVB-Zustandes bisher noch nicht nachgewiesen.
Einzelnachweise
Kategorie:Supraleitung Kategorie:Festkörperphysik