Oxygen hole pairing in CuO2 planes : a quasi-one dimensional case

Centre National de la Recherche Scientifique, Laboratoire d'Etudes des Propriétés Electroniques des Solides, associated with Université Joseph Fourier, B.P. 166, 38042 Grenoble Cedex, France

Abstract

A possible mechanism of pairing of oxygen holes produced on doping is investigated. These holes are formed due to strong correlation energy on copper sites. In a simplified CuO2-sheet band structure, they are showed to take place in a narrow p-oxygen band originating from the broadening of a non-bonding p-oxygen level by direct O-O transfer. Such a band shows a quasi-one-dimensional density of states N (E) ∼ E- 1/2, which strongly enhances BCS-type pairing. Tc is evaluated for both s and d pairing and varies as tλ 2 where λ is the coupling constant and t the O-O transfer integral.

Résumé

On examine la possibilité d'appariement de trous sur les oxygènes, produits lors du dopage. Ces trous sont formés du fait des fortes corrélations sur les sites de cuivre. Dans une structure de bande simplifiée, pour les plans CuO2, on montre qu'ils se forment dans une étroite bande p d'oxygène issue de l'élargissement d'un niveau p non-liant par transfert direct O-O. Une telle bande possède une densité d'états quasi-unidimensionnelle N (E) ∼ E-1/2, ce qui favorise fortement l'appariement de type BCS. Tc est évaluée dans le cas d'un appariement s et d et varie comme tλ2 où λ est la constante de couplage et t l'intégrale de transfert O-O.