This paper consists of two important theoretical observations on the interplay between l = 2 condensates; d-density wave (ddw), electronic nematic and d-wave superconducting states. (1) There is SO(4) invariance at a transition between the nematic and d-wave superconducting states. The nematic and d-wave pairing operators can be rotated into each other by pseudospin SU(2) generators, which are s-wave pairing and electron density operators. The difference between the current work and the previous O(4) symmetry at a transition between the ddw and d-wave superconducting states (Nayak 2000 Phys. Rev. B 62 R6135) is presented. (2) The nematic and ddw operators transform into each other under a unitary transformation. Thus, when a Hamiltonian is invariant under such a transformation, the two states are exactly degenerate. The competition between the nematic and ddw states in the presence of a degeneracy breaking term is discussed.
Pure nematic quantum critical point accompanied by a superconducting dome
当物质的破缺相被抑制到绝对零度的量子临界点(QCP)时,量子力学波动就会激增。这种涨落可能导致非常规的超导性,正如在相关材料中经常在磁性QCP附近发现的超导圆顶所证明的那样。然而,目前还不清楚这种超导机制是否适用于电子自旋相的QCP,其特征是旋转对称性破缺。在这里,我们证明了从系统的弹性电阻率测量,SiO_2 FeSe $_{1-x}$ Te $_{x}$具有电子SiO_2 QCP显示发散的SiO_2敏感性。这一发现建立了两个在FeSe为基础的超导体与对比伴随的相图的双QCP。在FeSe $_{1-x}$ Te $_{x}$中,超导圆顶以QCP为中心,而FeSe $_{1-x}$ S $_{x}$没有表现出与QCP相关的超导电性增强。我们发现,这种差异是有关的相对强度的自旋和自旋涨落。我们在FeSe $_{1-x}$ Te $_{x}$中的结果首次支持了超导圆顶与纯超导QCP的联系。
Highly Anisotropic Superconducting Gap in Nematically Ordered and Tetragonal Phases of FeSe$_{1-x}$S$_x$
FeSe具有独特的基态,其中在环境压力下,超导性与非磁性有序共存,而没有长程磁有序。在这里,研究如何配对相互作用的发展与向列性,我们测量了FeSe $_{1-x}$ S $_x$的热导率和比热,其中向列性被抑制的等电子硫取代。我们发现,在整个双($0\leq x \leq 0.17$)和四($x=0.20$)制度,小磁场的应用导致这两个量的急剧增加。这表明在超导能隙函数中存在深的极小值或线节点,意味着在超导体的超导态和四超导态中,对相互作用是显著的各向异性。此外,目前的结果表明,在四氢呋喃制度的间隙极小值/节点的位置似乎是本质上不同于在四氢呋喃制度。这些结果对目前的理论提出了重要的限制。
Highly anisotropic and two-fold symmetric superconducting gap in nematically ordered FeSe$_{0.93}$S$_{0.07}$
FeSe表现出一种新的基态,在这种基态中,在没有任何长程磁序的情况下,超导性与磁序共存。本文报道了FeSe $_{0.93}$ S $_{0.07}$超导态超导能隙结构的角分辨光电子能谱研究。我们发现,在布里渊区Z点附近的椭圆形空穴周围,超导能隙表现出明显的2倍各向异性,能隙最小值出现在其长轴的端点处,而在布里渊区中心和区角附近没有观察到可探测的能隙。大的各向异性和节隙分布表明了向列性对超导电性的重要影响,从而对现有理论提出了很强的限制。
Nematic fluctuations mediated superconductivity revealed by anisotropic strain in Ba(Fe$_{1-x}$Co$_x$)$_2$As$_2$
各向异性应变是一种能够选择性地解决超导涨落在促进超导性中的作用的外部场。我们证明了这一点,使用偏振分辨的弹性拉曼散射探测下的正常和超导状态的典型的铁基超导体Ba(Fe $_{1-x}$ Co $_x$)$_2$ As $_2$的应变下的电子涨落的演变。在非超导的母体化合物BaFe $_2$ As $_2$中,我们观察到了应变引起的超导磁化率的抑制,它遵循了对称破缺场下伊辛序参量的预期行为。对于超导化合物,超导磁化率的抑制与超导临界温度$T_c$的降低有关。我们的研究结果表明,一个显着的贡献,电子配对和增强$T_c$附近的一个量子临界点的理论方案验证的涨落。
Spin-Fluctuation-Driven Orbital Nematic Order in Ru-Oxides: Self-Consistent Vertex Correction Analysis for Two-Orbital Model
为了揭示Sr $_3$ Ru $_2$ O $_7$中“电子流体相”的起源,我们对($d_{xz},d_{yz}$)轨道哈伯德模型进行了自洽顶点修正分析.结果表明,Aslamazov-Larkin型顶点修正导致自旋与轨道涨落之间的强耦合,对应于局域图中的Kugel-Khomskii自旋-轨道耦合.由于这一机制,在多轨道系统中,磁量子临界性诱导了具有$C_2$对称性的轨道有序,而在随机相位近似中,这一机制被忽略。本研究自然地解释了Sr $_3$、Ru $_2$ O $_7$和Fe基超导体中磁量子临界性与超导态之间的密切关系。
Quenched nematic criticality separating two superconducting domes in an iron-based superconductor under pressure
电子态及其相关的临界涨落已经成为各种非常规超导体中超导配对的潜在候选者。然而,在大多数材料中,它们与其他磁有序相的共存对确定它们的重要性提出了重大挑战。在这里,通过结合化学和流体静力学的物理压力在FeSe $_{0.89}$ S $_{0.11}$,我们提供了一个独特的访问一个干净的量子相变的情况下的远程磁秩序。我们发现在超导相变附近,高温下电阻率的非费米液体行为在最低温度下演变为费米液体行为。从高磁场中的量子振荡,我们跟踪费米面和电子关联的演化作为施加压力的函数。我们检测实验的Lifshitz过渡,分离两个不同的超导区域:一个新兴的电子相位与一个小的费米面和强电子相关性和其他一个大的费米面和弱相关性,促进嵌套和稳定的磁有序相在高压下。质量发散的缺乏表明临界涨落被晶格的强耦合淬灭。这表明在没有磁序的情况下,超导性在量子相变时不会增强。
Electronic Nematicity Revealed by Torque Magnetometry in Iron Arsenide EuFe$_2$(As$_{1-x}$P$_x$)$_2$
电子向列相是一种电子取向的有序性,它打破了铁磷属元素化物超导体的旋转对称性。然而,这一阶段的掺杂依赖性的普遍性和它的关系,其他的破缺订单(如超导)在不同的家庭的铁pnictides,仍然是悬而未决的问题。本文用转矩磁法研究了EuFe $_2$(As $_{1-x}$ P $_x$)$_2$在不引入外压的情况下的转动对称破缺。发现在最佳掺杂下,超导相在结构转变上方增殖并持续进入超导状态,之后它变得不存在或非常弱,与BaFe $_2$(As $_{1-x}$ P $_x$)$_2$中观察到的行为形成鲜明对比。这些测量结果表明,在超导圆顶下,接近最佳掺杂的假定量子跃迁。
Nematic fluctuations in the non-superconducting iron pnictide BaFe$_{1.9-x}$Ni$_{0.1}$Cr$_{x}$As$_{2}$
铁基超导体中电子相变的主要驱动力仍在争论中。利用电子输运、角分辨光电子能谱(ARPES)和非弹性中子散射(INS)测量方法,对非超导铁磷属元素化物BaFe $_{1.9-x}$ Ni $_{0.1}$ Cr $_{x}$ As $_{2}$体系的电子涨落进行了全面的研究.以前的中子衍射和输运测量表明,共线反铁磁性持续到$x=0.8$,具有类似的Néel温度$T_N$和结构转变温度$T_s$约32 K,但电荷载流子在$x=$ 0.5附近从电子型变为空穴型。在这项研究中,我们发现,在平面电阻率各向异性也高度依赖于铬掺杂和电荷载流子的类型。虽然ARPES测量表明,对于$x=0.05$和$x=0.5$化合物,在$T_s$附近可能存在较弱的轨道各向异性开始,但INS实验清楚地揭示了低能自旋激发各向异性的不同开始温度,这可能与自旋向列性的能量标度有关。这些结果表明,铁原子上的局域自旋和费米面上的巡游电子之间的相互作用对铁磷属元素化物的自旋涨落是至关重要的,其中轨道自由度的行为可能与自旋自由度不同,输运性质与自旋动力学密切相关.
Boost of critical current density near quantum critical points in FeSe-Based superconductors with two superconducting domes
Southeast University(东南大学);Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research (HPSTAR)(高压科学与技术先进研究中心);Jining University(济宁学院);Changshu Institute of Technology(常熟理工学院);The University of Tokyo(东京大学);Qufu Normal University(曲阜师范大学)
Direct visualization of the nematic superconductivity in Cu$_x$Bi$_2$Se$_3$
Cu $_x$ Bi $_2$ Se $_3$具有拓扑表面态和体超导性。它最近被确认为一种拓扑超导体(TSC),具有特殊的超导性,即:e. C2对称,超导态和奇宇称配对。本文利用扫描隧道显微镜(STM)直接研究了Cu_xBi_2Se_3超导体对磁场的响应。在平面外的领域,我们发现细长的磁涡旋主办零偏置电导峰符合马约拉纳束缚态预期在TSC。在面内场作用下,平均超导能隙表现出场取向的二重对称性,在B//=0.5 T时,长C2对称轴钉扎在二面角镜面上,而在B//=1.0 T时,长C2对称轴略有旋转.首次半定量地确定了无节点Δ4x带隙结构。我们的数据描绘了CuxBi 2Se 3中超导体的微观图像,并对理论提出了强有力的约束。
Observation of incipient charge nematicity in Ba(Fe$_{1-x}$Co$_x$)$_2$As$_2$
利用电子喇曼光谱,我们报道了无应变Ba(Fe)$_{1-x}$ Co $_{x})_{2}$ As $_{2}$单晶四元相中电荷涨落的直接测量结果。在低温下拉曼响应的强烈增强揭示了延伸到超导组合物并且迄今为止仍然未被注意的潜在电荷负态。提取的电荷极化率和弹性模量之间的比较,使我们能够解开的电荷贡献的极化不稳定性,并表明,电荷极化波动弱耦合到晶格。