Universal behavior of the bosonic metallic ground state in a two-dimensional superconductor
反常的金属行为,其特点是饱和有限电阻率远低于德鲁德估计,已被观察到在广泛的二维超导体。利用静电门控的LaAlO 3/SrTiO 3界面作为超导体-金属量子相变的通用平台,我们探测门,磁场和温度的变化,构建从超导体,异常金属,涡旋液体,德鲁德金属状态交叉的相图,结合纵向和霍尔电阻率测量。我们发现,由门控和磁场引起的反常金属相,虽然对称性不同,但在相图中是相连的,并且在零温附近表现出相似的磁场响应。也就是说,在一个有限的制度的异常金属状态,纵向电阻率线性依赖于字段,而霍尔电阻率减小,表明紧急粒子-空穴对称性。普遍的行为突出了量子玻色子金属态的独特性,不同于玻色子绝缘体和涡旋液体。
2021-01-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Extrinsic and Intrinsic Anomalous Metallic States in Transition Metal Dichalcogenide Ising Superconductors
二维超导体中的金属基态引起了广泛的关注,但仍处于严格的审查之中。特别是对于二维超导体,由于其对外部扰动的敏感性,超低温区的测量具有挑战性。本文在二维过渡金属二硫属化物(TMD)超导体4 Ha-TaSe 2纳米器件中观察到了由外部噪声引起的电阻饱和现象,即“非本征反常金属态”。然而,随着温度的进一步降低,通过充分过滤外部辐射,获得了本征反常金属态的可靠证据。我们的工作表明,在超低温下,二维TMD超导体中的反常金属态可以被实验揭示为量子基态。此外,在4 Ha-TaSe_2中,从单晶胞到体相,均观察到了面内临界场(Bc_2//)超过泡利顺磁极限(Bp)的Ising超导电性,这可能是由于TaSe_2亚单层之间的弱耦合所致.
2021-08-27 cond-mat.supr-con
Quantum Charge Liquid - a new metallic state in 2 dimensions ? Application to Na$_{0.7}$CoO$_2$ family
提出了一个新的相--“量子电荷液体”(QCL),用来描述具有N位的带绝缘体NaCoO $_2$中具有强库仑排斥的掺杂空穴密度“y”的反常金属性质(T < 100 K).这个阶段,一个量子熔化的电荷秩序,其特征是一个“电荷只有”费米海(CFS)的yN电荷和“软自旋液体”的yN自旋\half矩形成一个“有效的晶格"海森堡反铁磁体。一个近似的微观理论和一些后果的概述。在\ncob和\n 7 cob的ARPES中看到的异常“费米面”与我们的cFS很好地匹配,而不是相应的单带自由电子FS。
2003-10-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Excess noise in the anomalous metallic phase in amorphous indium oxide
本文通过千赫兹频段的电阻与宽带电压噪声测量,研究了非晶氧化铟反常金属相,发现其过量噪声远超热噪声预期且频率、温度依赖异常,为揭示该金属行为起源提供了新线索。
2023-05-25 cond-mat.supr-con
Absence of cyclotron resonance in the anomalous metallic phase in InO$_x$
观察到许多无序度不太高的超导薄膜(一般为R $_N/\Box \leq 2000 Ω$)置于磁场中时,会出现反常的金属相,其电阻很低,但当温度降到零时,电阻仍然是有限的。在这里,我们报告在弱无序的非晶InO $_x$薄膜,这种“玻色金属”的金属相具有没有回旋共振,因此非德鲁德电动力学。它的微波动态电导率显示了整个异常区域中剩余的短程超导关联和强相位波动的特征。有限频率共振模式的缺乏可能与平行于超电流的涡流下游分量的消失以及这种异常金属出现的粒子-空穴对称性有关,这确立了其非费米液体特征。
2018-04-20 cond-mat.supr-con
Anomalous frequency and temperature dependent scattering in the dilute metallic phase in lightly doped-SrTiO$_3$
本文利用 THz 时域光谱研究轻掺杂 SrTiO$_3$ 的稀薄金属相,发现其散射率呈 Fermi 液体型频率—温度平方关系,但 $p$ 值仅 0.39–0.72,现有理论无法解释。
2024-02-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of external electromagnetic radiation on the anomalous metallic behaviors in Ta thin films
我们研究了三种结构的超导Ta薄膜在射频辐射滤波器中的输运特性:无滤波器、仅室温滤波器和低温滤波器以及室温滤波器。转变温度附近的输运性质强烈依赖于是否安装室温过滤器。整个转变转移到更高的温度与加载层的室温过滤器。一旦在B=0时达到零电阻状态,即使安装了低温滤波器,也没有观察到强辐射效应。当有磁场作用时,在没有低温滤波器的情况下,低温非零电阻饱和,被认为是磁场诱导的量子金属相。然而,额外的低温滤波器的插入削弱了电阻的饱和,这是金属行为的标志。这一观察结果表明,以前报道的Ta薄膜中的反常金属态主要是由未过滤的辐射引起的,因此,本征金属基态应限于临界点附近的窄范围的磁场,如果存在的话。
2020-07-23 cond-mat.supr-con
Robust anomalous metallic states and vestiges of self duality in two-dimensional granular In-InOx composites
许多研究磁场调谐的超导体-绝缘体转变(H-SIT)的实验经常表现出低温电阻饱和,这被解释为从“失效超导体”中出现的异常金属相,从而挑战了传统理论。在这里,我们研究了一个随机的颗粒阵列铟岛上生长的铟氧化物的可选通层。通过调整晶粒间的耦合,我们揭示了一个广泛的磁场的电阻饱和观察,仔细的电磁滤波的条件下,在一个广泛的线性响应。暴露于外部宽带噪声或微波辐射被证明加强超导的趋势,在低场的全球超导相恢复。增加的磁场揭示了一个“避免的H-SIT”,它表现出在该转变之上/之下的电阻/电导的粒度诱导的对数发散,指向在真正的H-SIT中观察到的原始涌现二元性的可能痕迹。我们的结论是,异常金属相是密切相关的固有的不均匀性,表现出强大的行为在可达到的温度为强颗粒的二维系统。
2021-02-02 cond-mat.supr-con
Anomalous Metallic Phase in Tunable Destructive Superconductors
小于相干长度的多重连接超导体表现出破坏性的超导性,其特征在于由磁通量驱动的重入量子相变。我们调查的破坏性超导通量,横向磁场,温度和电流在InAs纳米线与周围的外延铝壳的依赖关系,发现良好的协议与平均场论跨越多重入过渡。在破坏性和非破坏性区域之间的交叉附近,观察到异常金属相,其电阻与温度无关,由毫特斯拉尺度的横向磁场控制在两个数量级以上。
2020-02-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect and Anomalous metal state in a model of mixed metal-superconductor grains
本文研究金属与超导颗粒通过隧穿耦合的混合模型,揭示相位量子涨落、充电能和弱隧穿可破坏邻近效应并形成颗粒间“绝缘”,据此提出反常金属态形成机制及实验检验方案。
2023-06-06 cond-mat.supr-con
Negative electronic compressibility and nanoscale inhomogeneity in ionic-liquid gated two-dimensional superconductors
当高度结晶的薄膜的电子密度通过化学掺杂或离子液体门控进行调谐时,出现了有趣的效应,包括非常规的超导性、相当大的自旋-轨道耦合、与电荷密度波的竞争以及有争议的低温金属态,该低温金属态似乎避免了标准二维电子系统的超导或绝缘命运。一些实验还发现了一个显着的趋势,负的电子压缩性。我们认为,这表明电子相分离的倾向,导致纳米级的不均匀性。虽然不均匀景观的温和调制与金属状态下的高电子迁移率兼容,但这种本质上不均匀的特性由金属到超导体转变的特殊行为突出显示。用嵌入金属基质中的超导熔池对系统进行建模,我们拟合了TiSe 2、MoS 2和ZrNCl等系统的特有电阻与温度曲线。在这个框架下,低温金属态的争论也找到了一个自然的解释,在原始的金属背景嵌入非超导团簇。一个内在的不均匀性自然会引起形成机制的问题。我们提出了一个机制的基础上的相互作用之间的电子和电荷的门控离子液体。
2018-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous metallic phase and reduced critical current in superconducting nanowires due to inverse proximity effect
University of Copenhagen(哥本哈根大学)
本研究揭示了超导细 wire 中金属接触诱导的反近邻效应导致异常金属相和临界电流降低的现象,为理解介观超导体提供了新视角。
2025-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous Magnetic Susceptibility in Iron Pnictides: Paramagnetic Phase
在铁Pnictides的量子顺磁正常状态中,观察到自旋磁化率的异常温度依赖性,以及NMR中的自旋间隙,是一种不寻常的金属状态的特征。我们认为,这两个异常的功能是与一个广泛的波动制度为主的动态,短程和沮丧的自旋相关强相关金属。使用LDA+DMFT,我们表明,这两个功能可以定量地理解在掺杂的铁磷族化合物。我们认为,这样的自旋相关性自然出现在莫特内斯的情况下,一个有效的,二元描述涉及共存的重整化准粒子和有效的本地化时刻,所产生的同一组d带。
2009-03-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous density of states in a metallic film in proximity with a superconductor
利用超低温(60 mK)扫描隧道显微镜(STM)研究了超导体-普通金属(Nb-Au)双层膜的局域电子态密度。在正常金属(Au)表面上测量的高分辨率隧穿谱显示出明显的邻近效应,其能隙的幅度比大块超导体(Nb)的能隙小。在此微能隙内,态密度不为零,并显示出明显的亚能隙特征。我们表明,实验光谱不能描述与完善的Usadel方程从准经典理论。
2003-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum coherence across bosonic superconductor-anomalous metal-insulator transitions
经过几十年的探索,由于临界温度低和性质微妙,二维系统中是否存在安德森局域化以外的金属基态仍然是一个谜。最重要的是,相位相干性可能是解开其迷人本质的关键。这项工作揭示了量子相位相干性如何通过高Tc超导薄膜中的磁导率量子振荡跨越玻色子超导体-金属-绝缘体转变。一个强大的干预异常金属状态,其特征在于在低温制度的电阻和振荡幅度饱和。相反,随着温度的降低,振荡幅度在超导侧单调增长,但在低温下在绝缘侧减小。这表明,相位相干的饱和在这种反常金属态的形成中起着重要的作用。
2019-01-23 cond-mat.supr-con
Superconducting, Insulating, and Anomalous Metallic Regimes in a Gated Two-Dimensional Semiconductor-Superconductor Array
二维超导体-绝缘体相变作为一种典型的量子相变已被广泛研究。然而,这个话题仍然存在争议,因为许多实验显示出具有饱和低温电阻的金属状态,与传统理论不符。在这里,我们探索这种转变在一个新的,高度可控的系统,半导体异质结构与外延铝,图案形成一个规则的阵列超导岛连接的可门控量子阱。跨越九个数量级的电阻,系统表现出制度的超导,金属和绝缘行为,以及签名的磁通量可伸缩性和涡流渗透。面内磁场消除了金属状态,恢复了直接的超导体-绝缘体转变,并提高了标度,同时强烈改变标度指数。
2017-12-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous metallic state above the upper critical field of the conventional three-dimensional superconductor AgSnSe2 with strong intrinsic disorder
我们报告的超导性质的AgSnSe 2,这是一个传统的II型超导体在非常脏的限制,由于固有的强电子散射。虽然这种材料是一种各向同性的三维(3D)超导体,具有不那么短的相干长度,在这种情况下,预计不会出现强烈的涡旋波动,但我们发现,在固定温度下,磁场诱导的电阻转变在零温度下变得越来越宽,令人惊讶的是,这种加宽的转变在很大程度上发生在由比热确定的上临界场之上。这一结果表明,在强无序的三维超导体中存在着可能由量子相位涨落引起的反常金属态。
2013-02-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Anomalous metallic state and anisotropic multiband superconductivity in Nb3Pd0.7Se7
本文报道了在Nb-$_3$-Pd-$_{x}$-Se-$_7$中发现的超导性,其超导转变温度与$x$有关,对于$x \simeq0.7$(电阻转变的中点),其超导转变温度高达$T_c \simeq 2.1 $ K。针状单晶显示各向异性上临界场,在沿其针轴(或$b-$轴)或沿$a-$轴施加的场之间,各向异性$γ= H^{b}_{c2}/H^{a}_{c2}$大至6。Fe基超导体的$γ$与温度有关,表明Nb、$_3$、Pd、$_{0.7}$、Se、$_7$是多带超导体。这是支持的能带结构的计算,揭示了费米面组成的准一维和准二维片的空穴字符,以及三维片的空穴和电子字符。值得注意的是,$H^{b}_{c2}$被观察到在$H^{b}_{c2}(T \rightarrow 0 \text{K}) \simeq 14.1$ T处饱和,其为$4.26 \times H_p$,其中$H_p$是弱耦合区域中的保利限制场。合成过程产生属于Nb $_2$ Pd $_{x}$ Se $_5$相的另外的晶体,当Pd的分数变化时,该相也变成超导的。对于这两个阶段,我们发现,超导凝聚出一个异常的金属状态,即显示$\partial ρ/ \partial T < 0$以上的$T_c$类似于所观察到的赝隙相的欠掺杂的铜酸盐。反常的金属态、低维、多带特性、极高的各向异性$H_{c2}$,都是非常规超导性的组成部分。
2013-06-28 cond-mat.supr-con
Spin-orbital frustrations and anomalous metallic state in iron-pnictide superconductors
我们从强耦合的观点出发,包括轨道自由度,对最近发现的铁基超导体的母体化合物的异常金属态进行了理解。在Fe^{2+}离子的中间自旋(S=1)态的基础上,我们导出了活性t_{2g}轨道的Kugel-Khomskii自旋轨道哈密顿量.这是一个非常复杂的模型,有着令人沮丧的自旋和轨道相互作用。我们计算它的经典相图,并通过调查其自旋和轨道的限制,提供了一个理解的各种阶段的稳定性。实验观察到的自旋条纹状态被发现是稳定的,在一个广泛的制度的物理参数,并可以伴随着三种不同类型的轨道阶数。这些轨道铁和轨道条纹订单是特别有趣的,因为它们打破了面内晶格对称性-一个强大的功能,未掺杂的化合物。我们计算的有效自旋哈密顿的磁激发谱,观察到一个强大的减少有序的时刻,并指出,建议的轨道有序模式可以测量共振X射线衍射。
2008-11-25 cond-mat.supr-con
Anomalous metals -- failed superconductors
在各种二维电子系统中对金属基态的观测对电子流体理论提出了根本性的挑战。在这里,我们分析的证据存在的制度,我们称之为“异常金属制度”,在不同的二维超导系统驱动通过量子超导体到金属过渡(QSMT)通过调整物理参数,如磁场,栅极电压的情况下,与MOSFET的几何形状的系统,或无序的程度。主要的现象学观察是,在反常金属中,作为温度降低的函数,电阻率首先下降,好像系统接近超导基态,但随后在低温下饱和到一个值,该值可以比Drude值小几个数量级。这种反常金属还表现出巨大的正磁阻效应。因此,它的行为就像是一个“失败的超导体”。“这种行为在广泛的参数范围内观察到。此外,我们表现出,通过理论解的超导颗粒嵌入在金属基体中的模型,作为一个原则问题,这种异常的金属行为可以发生在附近的QSMT。然而,我们也认为,所观察到的现象的鲁棒性和无处不在的性质是难以调和与任何现有的理论治疗,并推测一个更基本的理论框架的字符。
2017-12-19 cond-mat.supr-con
Type-II Ising superconductivity and anomalous metallic state in macro-size ambient-stable ultrathin crystalline films
最近出现的二维(2D)晶体超导体提供了一个有前途的平台,研究新的量子物理和潜在的应用。为了揭示其中的基本量子现象,高质量超导薄膜的超低温输运研究是非常必要的,尽管它在实验上是相当具有挑战性的。本文报道了分子束外延(MBE)生长的PdTe_2单晶薄膜的输运性质的系统研究。有趣的是,在二维中心对称材料中发现了一种新型的伊辛超导现象,这是通过探测到大于7倍泡利极限的面内临界场而得到的。值得注意的是,在垂直磁场中,我们提供了坚实的证据,异常金属状态的特点是在低温下的电阻饱和与高品质的过滤器。在宏观尺寸的环境稳定的PdTe 2薄膜中具有强大的超导性和有趣的量子现象,在20个月内几乎保持不变,在电子和自旋电子学应用中显示出巨大的潜力。
2020-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Voltage-tuned anomalous-metal to metal transition in hybrid Josephson junction arrays
本研究通过双层静电门控的混合半导体-超导体岛阵列,实现电压调控的相变,发现并表征了可连续调谐的反常金属相,其电阻率跨越三个数量级且受磁阻挫抑制。
2025-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous spin-pumping behavior of half-metallic ferromagnet/d-wave superconductor heterostructures
Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris Saclay(阿尔贝·费朗实验室,法国国家科学研究中心,泰雷兹集团,巴黎萨克雷大学);ICTS - Centro Nacional de Microscopía Electrónica, Universidad Complutense de Madrid(综合微观技术中心-国家电子显微镜中心,马德里康普顿斯大学);Condensed Matter Theory Group, University Bordeaux I, CPMOH UMR-CNRS 5798(波尔多第一大学凝聚态理论组,CPMOH UMR-CNRS 5798);GFMC, Dept. Física de Materiales, Facultad de Física, Universidad Complutense(物质材料物理系,物理学院,马德里康普顿斯大学)
通过外延YBa2Cu3O7-d/La0.7Sr0.3MnO3异质结的铁磁共振实验,研究了半金属铁磁体与d波超导体耦合时的自旋泵浦行为,发现(103)取向中α(T)在Tc以下先降后升,而c轴取向中α(T)在Tc以下显著增强并在0.65-0.7Tc处达到峰值,归因于界面束缚Andreev态。
2026-05-22 cond-mat.supr-con
The Berezinskii-Kosterlitz-Thouless Transition and Anomalous Metallic Phase in a Hybrid Josephson Junction Array
University of Copenhagen(哥本哈根大学);University of California, Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校)
本文研究栅控二维半导体–超导体 Josephson 结阵列的 BKT 转变,通过面电阻随温度、垂直及面内磁场的演化揭示 S、M* 与 I 相边界及 M* 相的涡旋配对起源。
2022-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ising superconductivity and anomalous metallic states in a bulk crystal with artificial unidirectional stacking layers
ShanghaiTech University(上海科技大学);East China Normal University(华东师范大学);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Zhengzhou University of Aeronautics(郑州航空工业管理学院);Fudan University(复旦大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院)
通过Sr0.75ClNbS2实现单向平行AA堆叠,打破全局反演对称,在块体中获得强伊辛自旋轨道耦合和准二维超导,并发现磁场诱导的反常金属态。
2026-07-03 cond-mat.supr-con
Disorder and magnetic field induced Bose-metal state in two-dimensional Ta$_x$(SiO$_2$)$_{1-x}$ granular films
二维超导体材料中中间反常金属态的起源仍然是个谜。在本文中,我们观察到这样的状态在一系列的$\sim$ 9.0 nm厚的Ta $_x$(SiO $_2$)$_{1-x}$($x$是Ta的体积分数)纳米颗粒膜。在零磁场下,$x$ $\gtrsim$ 0.75薄膜在冷却时经历了Berezinskiii-Kosterlitz-Alternless转变,即从正常态到超导态的转变。对于$x$ $\lesssim$ 0.71膜,电阻随着温度从2 K降低到40 mK而增加。在$x$ $\simeq$ 0.73膜中观察到正常状态到异常金属状态的转变,即,在转变温度附近,薄膜电阻随冷却而急剧下降,似乎系统将过渡到超导态,但随后饱和到远小于正常状态的电阻值。当外加垂直于薄膜平面的小磁场时,$x$ $\gtrsim$ 0.75薄膜中出现异常金属态。结果表明,无序和磁场都能诱导超导体向反常金属的转变,并且它们对转变的影响是相似的。对于磁场诱导的情况下,我们发现薄层电阻$R_{\square}(T,H)$($T$和$H$是温度和幅度的磁场)数据附近的交叉从异常金属超导体和异常金属到绝缘体的过渡,分别服从独特的标度律推导出玻色金属模型。结果表明,TaPDMATHABMN(SiOPDMATHABMO)$_{1-x}$颗粒膜中的反常金属态是玻色子态,超导量子涨落引起的动态规范场涨落在其形成中起着关键作用.
2020-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous metallic oxygen band in the potential superconductor KCa$_2$Fe$_4$As$_4$O$_2$
该研究通过第一性原理计算发现潜在超导体KCa$_2$Fe$_4$As$_4$O$_2$中O-2p带反常地穿越费米能级,形成额外的金属性费米面,并确定其反铁磁基态,预示其具有不寻常的超导潜力。
2022-05-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Dimensionality-Driven Anomalous Metallic State with Zero-field Nonreciprocal Transport in Layered Ising Superconductors
本文在层状 TMD 超导体 2H-Ta2S3Se 中发现了维度可调的反常金属态,当厚度降至 3 nm 时出现零场反常金属态,表现出非互易输运和自发时间反演对称性破缺,为探索零场超导二极管效应提供了新途径。
2025-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con