Electron correlations in copper oxides

Royal Signals and Radar Establishment, St Andrews Road, Great Malvern, Worcs, WR14 3PS, G.B.

Abstract

A model which explicitly takes into account the hybridization of copper and oxygen orbitals and Coulomb correlations in copper-oxide chains and layers is considered. Degenerate perturbation theory is used to derive various effective Hamiltonians and shown to give rise to effective interactions which would be absent from a model that did not account for the oxygen states explicitly. In particular, there are hole-hole repulsion terms which mitigate against pairing. Exact solutions of the single hole problem and numerical solutions of the two-hole case for CuO chains confirm that the holes repel in the large correlation limit.

Résumé

Nous considérons un modèle dans lequel l'hybridation des orbitales de cuivre et d'oxygène et les corrélations de Coulomb en chaînes et en couches sont données explicitement. Les Hamiltoniens effectifs sont dérivés en utilisant la théorie de la perturbation dégénérée. On trouve les interactions effectives qui sont absentes d'un modèle dans lequel les états de l'oxygène ne sont pas considérés explicitement. Notamment, les forces répulsives entre les trous produisent une diminution de la probabilité d'association. Les solutions précises du problème pour un trou simple, et les solutions numériques du cas de deux trous dans les chaînes de CuO, confirment que dans la limite pour les corrélations fortes, les trous subissent une force répulsive.