理解铜氧化物材料中出现的高温超导态是凝聚态物理研究中最重要的问题之一。由于铜氧化物超导态可以通过掺杂莫特绝缘体得到，二维正方格子上的Hubbard模型和t-J模型一直被认为是研究该类材料中非常规超导的正确模型。然而，由于研究这类二维强关联电子系统缺乏可控的解析计算手段，虽然研究了多年，但是纯粹通过电子排斥相互作用是否能够在这些模型中得到稳定的d波超导态仍然没有得到完全的解决。最近几年，该领域里一个很大的进步是通过多种数值计算手段的合作研究确定了二维Hubbard模型在最佳掺杂附近是一个条纹序态，但是没有观察到稳定的d波超导态。
图(a)：正方格子上的t-J模型，考虑次近邻电子跃迁和相互作用。图(b)：该模型在跃迁参数和掺杂浓度平面内的相图。图中CDW代表电荷密度波，d-wave SC代表d波超导。
为了基于这些强关联模型进一步寻找d波超导态，北京航空航天大学龚寿书与西湖大学朱伟，美国加州州立大学Donna Sheng合作详细研究了正方格子t-J模型在最佳掺杂附近的物理性质。通过考虑系统中可能存在的次近邻电子跃迁（如图a所示），使用精确的有限尺寸的密度矩阵重整化群计算得到了该模型在跃迁参数和掺杂浓度平面内的相图（如图b所示）。研究发现，在最佳掺杂附近，次近邻电子跃迁可以抑制条纹序而得到一个稳定的d波超导态。
相关结果发表在Physical Review Letters （DOI:10.1103/PhysRevLett.127.097003） 上。这个结果或许可以为进一步探索掺杂莫特绝缘体中的超导配对机制提供新的思路。
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