Optimum and quasi-optimum doped superconducting phases in FeAs and Fe2As2 superconductors
本文从能量最小原理出发,发展了一个实空间自旋平行超导理论。这个理论成功地为传统和非传统超导体中的许多复杂问题提供了连贯的解释。本文利用上述理论研究了新型氧铌酸盐高温超导体的最佳掺杂问题。在FeAs族中,当x_1 =1/3,1/6和1/8时,存在三个最佳(或准最佳)掺杂相,其涡旋晶格形成正方形或三角形稳定构型。而在Fe_2As_2族中,对于正方形和三角形超导涡旋线晶格,最佳掺杂分别出现在x ~ 2 =2/5和1/2处。
2008-07-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Is LaO$_{1-x}$F$_x$FeAs an electron-phonon superconductor ?
本文采用密度泛函微扰理论,从第一性原理出发,计算了新发现的超导体LaO $_{1-x}$ F $_x$ FeAs的电子-声子耦合。对于纯LaOFeAs,用标准Migdal-Eliashberg理论计算的电子-声子耦合常数$λ=0.21$和声子平均频率$ω_{ln}=206 K$给出了最大值$T_c$为0.8 K.对于$F-$掺杂的化合物,我们预测甚至更小的耦合常数,由于在费米能级的电子态密度的强烈抑制。为了重现实验$T_c=26 K$,需要5-6倍大的耦合常数。我们的结果表明,电子-声子耦合是不足以解释新发现的LaO $_{1-x}$ F $_x$ FeAs超导体的超导电性,可能是由于强关联效应的重要性。
2008-03-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting Gap and Pseudogap in Iron-Based Layered Superconductor La(O$_{1-x}$F$_x$)FeAs
报道了新发现的铁基层状超导体La(O $_{0.93}$ F $_{0.07}$)FeAs(Tc = 24 K)的高分辨光电子能谱。我们发现超导能隙明显偏离各向同性s波对称性。在5 K的估计间隙大小是3.6毫电子伏的s-或轴向p-波的情况下,而它是4.1毫电子伏的极性p-或d-波的情况下。我们还发现在Tc以上15-20 meV的赝能隙,它随着温度的升高而逐渐被填满,并在远高于Tc的温度下关闭,类似于铜氧化物高温超导体。
2008-05-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pressure Effect on the superconducting properties of LaO_{1-x}F_{x}FeAs(x=0.11) superconductor
在高静水压力(高达1.03 GPa)下对新发现的铁基超导体LaO_{1-x} F_{x} FeAs(x=0.11)进行了抗磁磁化率测量。转变温度Tc(超导转变斜率最大的点)随流体静压的增加几乎呈线性增加,其dTc/dP约为1.2K/GPa。微分反磁化率曲线表明,潜在的超导状态是复杂的。结果表明,压力在将低T_c超导相推向主(最佳)超导相的过程中起着重要的作用。
2008-04-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nernst effect of the new iron-based superconductor LaO$_{1-x}$F$_{x}$FeAs
本文报道了新铁基超导体LaO $_{1-x}$ F $_{x}$ FeAs $(x=0.1)$的能斯特效应的首次测量。在正常状态下,能斯特信号为负且非常小。在$T_{c}$以下,观察到由涡旋运动引起的大的正峰。与传统的II型超导体相比,磁通流动状态相当大。然而,在$T_{c}$和50 K之间,观察到能斯特信号明显偏离正常态背景,并且在正常态下非对角热电流出现反常的下降.我们认为,这种异常在正常状态下的能斯特效应可能与SDW波动。
2008-05-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Sr$_2$VO$_3$FeAs: A Nanolayered Bimetallic Iron Pnictide Superconductor
在铁磷属元素化物超导体中,对于磁有序机制和非常规的序参量特征,统一的概念之一是近似嵌套的电子和空穴费米面。利用密度泛函方法对SrFe $_2$ P $_2$中的费米面进行了正确的预测,我们发现最近报道的超导SrPDMATHABMM VO $_3$ FeAs($T_c$ =37 K,磁性和超导电性之间没有明显的竞争)具有与以前的铁磷属元素化物不同的费米面几何形状和性质.中间层(V双层)产生穿过费米能级的能带。耦合到FeAs层是小的,除了沿区域边界的相互作用,但是,耦合退化的费米面嵌套。Sr $_2$ VO $_3$ FeAs,其开放的壳层原子的交替层,值得进一步仔细研究,这将有助于理解铁磷属化合物的性质的起源。
2010-04-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effective Hamiltonian for cuprate superconductors derived from multi-scale ab initio scheme with level renormalization
三型HgBa $_2$ CuO $_4$和La $_2$ CuO $_4$的三带有效哈密顿量(三带、两带和一带)的推导超出了与Hirayama等人的Phys.Rev.B98中推导的自相互作用校正(cGW-SIC)相结合的约束GW近似的水平,134501(2018)通过改进带间Hartree能量的处理。计算结果与实验结果吻合较好,表明了本文方法的重要性。所得的哈密顿量将有助于阐明这些氧化铜超导体的电子结构和超导机制。
2019-01-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pressure-induced magnetic transition and volume collapse in FeAs superconductors: An orbital-selective Mott scenario
受FeAs-122超导体压力实验的启发,我们提出了一个基于局域矩物理的方案来解释磁性的同时消失,晶胞体积的减少和电阻率的降低。在这种情况下,低压磁性相来自Fe磁矩,其在顺磁高压相中被屏蔽。量子相变可以被描述为轨道选择性莫特跃迁,其通过耦合到晶格而呈现为一级,类似于近藤体积坍缩。自旋涨落驱动的超导性与反铁磁性竞争,并且可以在高压阶段的低温下稳定。安德森晶格模型的一个合适的平均场分析的想法说明。
2009-05-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hidden SDW order and effective low-energy theory for FeAs superconductors
我们提出了一个简单有效的模型来描述FeAs超导体。该模型基于局部自旋密度波(SDW)序的假设,其磁化方向允许波动。结果表明,具有动量Q=(π,π)的长程序在与载流子的动能竞争时一般是不稳定的.在未掺杂的情况下,由于特殊的费米面嵌套,形成了一个真正的弱SDW序,并产生了额外的动量位移Q_s=(π,0).在掺杂的情况下,由动能驱动的不稳定的长程序可以自然地导致d波超导凝聚。这种低能物理学受到局部SDW的存在的保护,局部SDW对费米能附近的多带d电子维持某种“莫特插科打诨”。
2008-04-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum criticality and nodal superconductivity in the FeAs-based superconductor KFe2As2
测量了GaAs基超导体KFe $_2$ As $_2$单晶的面内电阻率$ρ$和热导率$κ$,测量范围低至50 mK。我们观察到非费米液体行为$ρ(T) \sim T^{1.5}$在$H_{c_2}$ = 5 T,和费米液体状态的发展与$ρ(T) \sim T^2$当进一步增加的领域。这表明在超导上临界场$H_{c_2}$处存在场致量子临界点。在零场下,存在一个大的剩余线性项$κ_0/T$,并且$κ_0/T$的场依赖性与d波铜氧化物超导体的场依赖性相似。这表明KFe $_2$ As $_2$中的超导能隙具有节点,可能是d波对称。这种节点超导性归因于量子临界点附近的反铁磁自旋涨落。
2010-03-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unusual Electronic Structure and Observation of Dispersion Kink in CeFeAsO Parent Compound of FeAs-Based Superconductors
我们首次报道了CeFeAsO的高分辨率角分辨光电子能谱测量,CeFeAsO是一种在$\sim$ 150 K下发生磁/结构转变的FeAs基高温超导体的母体化合物。在磁有序态下,在$Γ$(0,0)附近观察到四个类空穴费米面片,在M附近的费米面(+/- $π$,+/- $π$)显示出一个微小的类电子口袋,周围有四个类狄拉克锥的强点.不寻常的费米表面拓扑结构严重偏离能带结构计算。磁性/结构转变的电子特征表现在准粒子散射率的剧烈变化中。在铁基超导体的母体化合物中首次观察到$\sim$ 25 meV的色散扭折。
2010-06-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
LiFeAs: An Intrinsic FeAs-based Superconductor with Tc = 18K
报道了一种高Tc铁基超导化学计量比化合物LiFeAs的合成和性质。单晶X射线研究表明,它以四方晶系PbFCl型(P4/nmm)结晶,a=3.7914(7)A和c=6.364(2)A。与已知的等电子未掺杂的本征FeAs化合物不同,LiFeAs不显示任何自旋密度波行为,但在没有化学掺杂的情况下在环境压力下表现出超导性。它具有相当高的转变温度Tc=18 K,类电子载流子和很高的临界场Hc 2(0)>80 T。LiFeAs似乎是高Tc铜酸盐的无限层状化合物的化学等价物。
2008-08-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dirac nodal pockets in the antiferromagnetic parent phase of FeAs superconductors
我们发现,以前测得的小费米表面口袋内的反铁磁相SrFe 2 As 2和BaFe 2 As 2是一致的狄拉克色散调制层间跳跃,从而产生一个狄拉克点在k-空间和一个尖点的磁场角度依赖的磁量子振荡频率。这些发现支持了这些材料中节自旋密度波的存在,这可能在保护金属态免受局域化效应方面发挥重要作用。SrFe_2As_2和BaFe_2As_2中狄拉克费米子的速度比石墨烯中慢14-20倍,这表明磷属元素化物为探索强相互作用狄拉克费米子的效应提供了实验室。
2009-10-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Feasibility of study magnetic proximity effects in bilayer "superconductor/ferromagnet" using waveguide-enhanced Polarized Neutron Reflectometry
本文提出利用中子驻波的共振增强效应来增强“超导体/铁磁体”(S/F)双层膜的中子磁散射。模型计算表明,使用这种效应可以增加数百倍的磁散射强度。还讨论了与生长程序(沉积顺序,层的粗糙度等)以及实验条件(分辨率,中子束的极化,背景等)有关的方面。收集的S/F异质结构Cu(32 nm)/V(40 nm)/Fe(1 nm)/MgO的实验数据证实了磁散射共振放大60倍的存在。
2010-01-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic and Superconducting Properties of FeAs-based High-Tc Superconductors with Gd
本文报道了在高压下成功地合成了一系列不同氧含量x=0.12 - 0.16的无氟多晶GdFeAs O_{1-x} F_x高温超导体。我们已经发现,高压合成技术对于获得几乎单相的超导材料至关重要:通过在安瓿中无压力合成相同的化合物,我们获得了具有附带相混合物的非超导材料。所有材料的临界温度都在40 ~ 53 K之间。临界场的温度导数dHc ~ 2/dT很高,表明第二临界场Hc ~ 2 ~ 130 T可能很高。
2009-10-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting Gap and Pseudogap in Sm(O$_{1-x}$F$_x$)FeAs Layered Superconductor from Photoemission Spectroscopy
对非超导的SmOFeAs母体化合物和超导的Sm(O $_{1-x}$ F $_x$)FeAs(x=0.12和0.15)化合物进行了高分辨光电子能谱测量。动量积分谱显示出清晰的费米截止,表明超导态的前沿位移很小,这表明在这种多带超导体中,$Γ$点附近的费米面片可能没有带隙。一个强大的功能,在13毫电子伏,确定在所有这些样品。在未掺杂和掺杂样品中观察到E $_F$附近随温度降低的光谱重量抑制,这表明这些Fe基化合物中可能存在赝能隙。
2008-05-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase stability and large in-plane resistivity in the 112-type iron-based superconductor Ca$_{1-x}$La$_{x}$FeAs$_{2}$
最近发现的高T $_c$超导体Ca $_{1-x}$ La $_{x}$ FeAs $_{2}$是一种独特的化合物,不仅因为它的低对称性晶体结构,而且因为它的电子结构具有由(间隔)锯齿形As链产生的Dirac类金属带。我们提出了一个全面的第一性原理理论研究的电子和晶体结构的Ca $_{1-x}$ La $_{x}$ FeAs $_{2}$。在讨论了Ca $_{1-x}$ La $_{x}$ FeAs $_{2}$所属于的112族晶体结构与其它已知铁磷属元素化物超导体结构之间的联系之后,我们检验了CaFeAs $_{2}$和类似的相变化合物SrFeAs $_{2}$和BaFeAs $_{2}$的热力学相稳定性,我们发现它们的能量稍高。采用DFT + DMFT方法计算了Ca $_{1-x}$ La $_{x}$ FeAs $_{2}$的电导率,预测了正常相的面内电阻率各向异性,这种各向异性不是由电子向列性引起的,而是由电子关联增强的.特别是,我们预测了一个0.34 eV的峰值在$yy$组件的光学电导率的30\%的La掺杂的化合物,这对应于相干带间跃迁内的快速色散带所产生的锯齿形的作为链,这是唯一的这种化合物。我们还研究了Ca $_{1-x}$、La $_{x}$、FeAs $_{2}$的Landau自由能,其中包括了与铁磁跃迁有关的序参量,发现自由能中没有任何额外的能引起铁磁轨道有序的…
2016-12-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gutzwiller density functional calculations of the electronic structure of FeAs-based superconductors: Evidence for a three-dimensional Fermi surface
FeAs化合物的电子结构强烈地依赖于Fe-As成键,而局域密度近似(LDA)不能成功地描述Fe-As成键。用LDA+Gutzwiller方法处理$ab$ - $initio$的多轨道涨落,我们现在能够预测正确的Fe-As键长,发现Fe-As键强度减弱了30%,这将解释观察到的“软声子”。能带变窄了2倍,并且$d_{3z^2-r^2}$轨道被推高到与费米能级交叉,形成3维费米表面,这抑制了各向异性和($π,π$)嵌套。轨道间的Hund耦合$J$而不是$U$对获得这些结果起着至关重要的作用。
2009-05-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping-insensitive density-of-states suppression in polycrystalline iron-based superconductor SmO$_{1-x}$F$_{x}$FeAs
利用高分辨角积分光电子能谱研究了铁基超导体SmO_(1-x)F_xFeAs(x=0,0.12,0.15,0.2)的态密度随温度的变化。随着温度的降低,在所有样品中都观察到了态密度的抑制,揭示了两个特征能量标度(10 meV和80 meV)。然而,没有观察到明显的掺杂依赖性。我们认为10 meV的抑制是由于掺杂无关的正常态赝能隙,一旦进入超导态,赝能隙就变成了超导能隙,并警告说80 meV的抑制可能是多晶样品的人为现象。
2008-05-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Density functional study of orbital-selective magnetism in FeAs-based superconductors
我们进行了自旋极化密度泛函计算的镧系(Ln)铁氧磷属化合物LnFeAsO(Ln=La,Ce,Pr,Nd,Sm,和Gd)与约束的Fe磁矩,发现在平面内dxy和面外dyz轨道字符是首选的小Fe磁矩。通过对LnFeAsO化合物的比较发现,Fe dxy轨道的反铁磁性是由轨道依赖的费米面嵌套驱动的,而Fe dyz轨道的反铁磁性是由超交换机制驱动的.两种轨道特征的Fe磁矩对费米面电子的轨道选择性耦合强度不同,表明它们在超导和原子力显微镜中可能起不同的作用,并通过测量电子结构使磁矩的d轨道特征可分辨.
2013-12-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Specific heat of the iron-based high-$T_c$ superconductor SmO$_{1-x}$F$_x$FeAs
系统地研究了新型铁基高$T_c$超导体SmO $_{1-x}$ F $_x$ FeAs($0 \leq x \leq 0.2$)的比热$C(T)$。对于未掺杂的$x$ = 0样品,在130 K时观察到比热跃.这是由于结构或自旋密度波(SDW)转变,这也表现在电阻率作为一个快速下降。然而,在$x$ = 0.05的样品中,这种跳跃随着轻微的F掺杂而消失,尽管电阻率下降仍然存在。对于$x$ = 0.15和0.20的超导样品,比热$C/T$在$T_c$附近显示出明显的异常。这种异常在LaO $_{1-x}$ F $_x$ FeAs中不存在。对于母体化合物SmOFeAs,$C(T)$在4.6K处出现一个尖锐的峰,当$x$ = 0.15时,该峰移到3.7K。据解释,这种尖锐的峰的结果从反铁磁有序的SmPDMATHABMT离子在该系统中,它模仿电子掺杂的高- $T_c$铜酸盐Sm $_{2-x}$ CePDMATHABMP CuO $_{4-δ}$。
2008-05-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tuning the interplay between nematicity and spin fluctuations in Na$_{1-x}$Li$_x$FeAs superconductors
铁基超导体(FeSC)的基本特征是自旋和电荷/轨道自由度的强相互作用,这导致在反铁磁态附近通常出现铁磁态。然而,尽管多年来一直存在激烈的争论,向列性是由自旋还是轨道涨落驱动的仍然没有定论。在这里,通过使用的运输,磁化,和$^{75}$作为核磁共振(NMR)测量,我们显示了显着的向列性和自旋涨落(SF)之间的关系的转变在Na $_{1-x}$ Li $_x$ FeAs;对于$x\leq 0.02$,向列性转变促进SF。相比之下,对于$x\geq 0.03$,系统在温度$T_0$下经历非磁性相变,进入抑制SF的明显的非磁性状态。这种剧烈变化的自旋涨落光谱与向列性的小掺杂是非常不寻常的,并提供了深入了解的起源和性质的向列性的FeSC。
2018-05-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interpretation of high-pressure experiments on FeAs superconductors
在最近的两篇文章(cond-mat/0606177和arXiv:0804.1615)中,我们提出了一个基于实空间自旋平行电子配对和超导机制的超导统一理论,并表明在新发现的LaO{1-x}F{x}FeAs(x 0 =1/7=0.1428)和SmO{1-x}F{x} FeAs(x 0 =1/6=0.1667)中,可以分别预期稳定的六方和四方涡旋晶格(最佳掺杂相)。本文在上述理论的基础上,从理论上研究了流体静压和各向异性压力对铁基层状超导体超导转变温度Tc的影响。我们的研究结果表明,一个强大的掺杂依赖的压力对该化合物系统的Tc的影响。在高静水压下,当x> x 0时dTc/dP为负值(所谓的过掺杂区),当x<x 0时dTc/dP为正值(所谓的欠掺杂区)。定性地说,我们的发现与LaO{1-x}F{x}FeAs(x=0.11<1/7)(arXiv:0803.4266)和SmO{1-x}F{x}FeAs(x=0.13<1/6和x=0.3>1/6)(arXiv:0804.1582)的现有实验数据很好地一致。此外,过掺杂和欠掺杂的样品的Tc示出了在电荷条纹方向上的单轴压力的增加和在垂直于条纹的方向上的压力的减少。我们认为,负责的压力效应的机制是不是特定的铁基家庭,它也可能适用于其他超导材料。
2008-05-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic Instability in Strongly Correlated Superconductors
最近提出了一种新的描述超导铜氧化物的唯象哈密顿量。这种所谓的Gossamer哈密顿量是一种适用于电子之间具有强烈原位库仑排斥的超导体的模型。结果表明,作为一个接近半填充的游丝超导体,因此超导状态,具有强排斥是不稳定的反铁磁绝缘体,可以进行量子相变,这样的绝缘体,如果增加现场库仑排斥。
2003-03-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tightly-bound Cooper pair, quasiparticle kinks and clues on the pairing potential in a high Tc FeAs Superconductor
本文对新发现的高温超导体(Sr/Ba)_1-xK_xFe_2As_2进行了系统的光电子能谱研究。通过利用一个独特的光子能量范围和散射几何形状,我们解决了这个系列的中心费米表面上的相互作用的电子的单粒子动力学的细节,显示出整体强耦合行为(2D/kBTc = 6)。准粒子色散扭结观察到的结合能范围为15至50毫电子伏,匹配的磁激发能规模(参数化的J1,J2)。的库珀对波函数的大小被发现是小于20 A,表明短的面内尺度的BCS-声子的情况下,但暗示的相位因子的全球序参量的特征。扭结可能反映了强烈受挫波动自旋激发和软声子约20-40 meV的贡献。我们的结果提供了重要的线索,在这些超导体中实现的对势的性质。
2008-08-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong antiferromagnetic proximity coupling in a heterostructured superconductor Sr$_2$VO$_3$FeAs
本文报道了在异质结构超导体SrPDMATHABMMVOPDMATHABMNFeAs中观测到的强磁邻近耦合,由上临界场$H_{c2}(T)$测量确定,最高可达65 T.使用$H \parallel ab$和$H \parallel c$的电阻率和射频测量,我们发现了一个强大的向上弯曲的$H_{c2}^c(T)$,连同$T_c$附近的$H_{c2}^{ab}(T)$急剧增加,产生的各向异性因子$γ_H=H_{c2}^{ab}/H_{c2}^c$高达$\sim$ 20,最大的值之间的铁基超导体。这些都归因于Jaccarino-Peter效应,而不是多带效应,由于巡回Fe自旋的FeAs层和局部V自旋莫特绝缘SrVO $_3$层之间的强交换相互作用。这些研究结果提供了强反铁磁邻近耦合的证据,与层内超交换相互作用的SrVO $_3$层,足以引起磁挫折锶$_2$ VO $_3$ FeAs。
2020-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Comment on "Quantum Criticality and Nodal Superconductivity in the FeAs-Based Superconductor KFe$_2$As$_2$"
在最近的一封信[J。Dong等人,物理修订版信函104,087005(2010)],Dong \textit{et al} .已经观察到在平行于c轴的上临界场$B_{c2}$ = 5 T下KFe $_2$ As $_2$中电阻率$ρ$的$T^{1.5}$依赖性,并且已经提出在$B_{c2}$处存在场诱导量子临界点(QCP)。在这篇评论中,我们认为,观察到的$T^{1.5}$依赖于$ρ$在样品中显示广泛的电阻转变不构成证据的QCP和最近的dHvA的结果不支持拟议的QCP。
2010-05-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pressure-induced shift of T$_c$ in K$_x$Sr$_{1-x}$Fe$_2$As$_2$ (x=0.2, 0.4, 0.7): Analogy to the high-T$_c$ cuprate superconductors
本文研究了GaAs基超导化合物K_ xSr_{1-x} Fe_2As_2的全相图中Tc的系统压移。由T $_c$对压力(dT_c/dp>0,=0,或<0)的相应反应产生的不同区域可以清楚地区分。这揭示了FeAs超导体和高T_c铜酸盐的一个有趣的相似之处。这是FeAs化合物的层状结构和(Fe_2As_2)层与(K/Sr)层之间的压致电荷转移的表现。同时观察到了超导电性和自旋密度波行为的共存,并探讨了压力对自旋密度波行为的影响。
2008-11-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Energy-scale phenomenology and pairing via resonant spin-charge motion in FeAs, CuO, heavy-fermion and other exotic superconductors
对“1111”和“122”FeAs系统的μ子自旋弛豫($μ$ SR)研究在其母体化合物中检测到具有有序矩的静态磁性。FeAs、CuO、有机BEDT、A $_{3}$ C $_{60}$和重费米子系统的相图表明静态磁性和超导性之间的竞争,与量子相边界处的一级相变有关。在FeAs和CuO体系中,超流密度$n_{s}/m^{*}$在$T \to 0$处与$T_{c}$呈现近似线性的比例关系。类似于超流$^{4}$ He中的旋子最小能量与λ转变温度的标度,还发现铜酸盐(Ba,K)Fe $_{2}$ As $_{2}$,CeCoIn $_{5}$和CeCu $_{2}$ Si $_{2}$中的磁共振模式的能量与$T_{c}$的明显标度。以及角分辨光电子能谱(ARPES)在($π$,0)附近观察到的超导相干峰的能量。超流密度和这些对非破坏软模激发的能量通过凝聚玻色子的相位涨落决定了超导$T_{c}$。结合这些观察和常见的色散关系的自旋和电荷集体激发的铜酸盐,我们提出了一个共振自旋电荷运动/耦合,“交通灯共振”,预期当电荷的能量尺度$ε_{F}$变得可比的自旋波动的能量尺度$\hbarω_{SF}\sim J$,作为导致对形成在这些相关的电子超导体的过程。
2009-03-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Projected SO(5) Hamiltonian for Cuprates and Its Applications
投影的SO(5)(pSO(5))哈密顿量结合了欠掺杂铜氧化物的量子自旋和超导涨落的四玻色子运动在一个粗粒度的晶格。一个简单的平均场近似可以解释实验相图的一些关键特征:(i)反铁磁-超导之间的Mott转变,(ii)T_c和超流刚度随空穴浓度x的增加,(iii)反铁磁共振能随超导相的sqrt{x-x_c}增加。我们应用这一理论来解释在欠掺杂铜氧化物超导-正常-超导结中发现的“两个间隙”问题。特别是,我们解释了尖锐的亚间隙Andreev峰的微分电阻,作为签名的反铁磁共振(磁振子质量间隙)。这一理论的一个关键测试提出。通过散粒噪声测量的隧穿电荷应该在Andreev峰处以Δ Q= 2 e的增量变化,而不是像传统超导体那样以Δ Q=e的增量变化。
2000-09-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
An effective 1-band model for the cuprate superconductors
从铜-氧哈密顿的CuO 2平面,我们推导出解析扩展的1带哈伯德哈密顿的铜网站上的电子,通过正则变换,消除了氧网站。该模型维持各种阶段:棋盘状态,条纹,反铁磁性,本地对和混合物。这种方法可能有助于理解CuO 2平面与其他化合物相比的特殊之处。
2009-01-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological quantum phase transitions in the spin-singlet superconductor with Rashba and Dresselhaus (110) spin-orbit couplings
我们研究了具有Rashba和Dresselhaus(110)自旋轨道耦合的自旋单态超导体的拓扑性质。通过对称性分析,证明了Bogoliubov-de Gennes(BdG)哈密顿量中存在几个拓扑不变量.我们使用粒子-空穴对称性的Pfronan不变量$\mathcal{P}$来证明BdG哈密顿量的所有可能的相图。我们发现边缘谱是狄拉克锥或平带,这支持了该系统中马约拉纳费米子的出现。对于Majorana平坦带,需要更高对称性的BdG哈密顿量来使它们拓扑稳定。在确定马约拉纳平坦带的位置时,使用了Pfronan不变量$\mathcal{P}(k_{y})$和缠绕数$\mathcal{W}(k_{y})$。
2013-06-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Proximity of antiferromagnetism and superconductivity in LaO$_{1-x}$F$_x$FeAs: effective Hamiltonian from ab initio studies
本文报道了新发现的26 K铁基超导体LaO $_{1-x}$ F $_x$ FeAs的母体化合物LaOFeAs的密度泛函理论计算。我们发现基态是一个有序的反铁磁体,其交错矩约为2.3 $μ_B$,在Mott绝缘态的边界上。我们适合的带穿过费米面,来自Fe和As,紧束缚的哈密顿量使用最大本地化的Wannier函数Fe 3d和As 4p轨道。模型哈密顿量精确地描述了通过第一性原理计算得到的费米面。由于超导性与反铁磁性和Mott转变的明显接近,我们认为该系统可能是电子掺杂铜氧化物的模拟物,其中反铁磁性和超导性共存。
2008-05-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Data analysis of $ab$ $initio$ effective Hamiltonians in iron-based superconductors $\unicode{x2014}$ Construction of predictors for superconducting critical temperature
本研究针对强关联材料超导临界温度预测难题,利用数据科学方法分析铁基超导体$ab$ $initio$有效哈密顿量微观参数与$T_\ ext{c}$的关联,构建了线性回归预测模型并提出提温途径,开辟强关联体系材料信息学新方向。
2023-02-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Space group symmetry, spin-orbit coupling and the low energy effective Hamiltonian for iron based superconductors
我们构造了铁基超导体费米能级附近电子态的对称性适应的低能有效哈密顿量。我们使用Luttinger的不变量方法,在布里渊区中展开对应于两个铁晶胞的Gamma和M点,然后将展开的系数与5带和8带模型相匹配。然后,我们使用不变量的方法来研究的自旋密度波序参量的电子光谱上的影响,包括和没有自旋轨道耦合。分析的结果之一是发现,一旦包括自旋轨道耦合,节点自旋密度波是不稳定的。对A_{1g}自旋单重超导态进行了类似的分析。在没有自旋轨道耦合的情况下,在Gamma点附近有一个配对不变量,而在M点附近有两个配对不变量。这导致在γ附近的空穴费米面处的各向同性谱隙,但在M附近的各向异性谱隙。这三个参数的相对值决定了超导态是s_{++}、s_{+-}还是节态。包含自旋-轨道耦合导致自旋三重态配对的额外混合,其中一个额外的配对参数接近Gamma,另一个接近M。这导致了一个各向异性的光谱间隙附近的空穴和电子费米表面,后者不再交叉,而是分裂。
2013-04-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evolution from Itinerant Antiferromagnet to Unconventional Superconductor with Fluorine Doping in La(O_{1-x}F_{x})FeAs Revealed by ^{75}As and ^{139}La Nuclear Magnetic Resonance
报道了铁基层状La(O_{1-x} F_{x})FeAs(x= 0.0,0.04和0.11)体系中^{75}As和^{139}La核磁共振(NMR)的实验结果。在未掺杂的LaOFeAs中,^{139}La的1/T_1在T_N ~ 142 K处出现一个明显的峰,低于该峰时,由于反铁磁有序(AFM)引起的内部磁场使光谱变宽。在4%F掺杂的样品中,1/T_1T在30 K以下表现出Curie-Weiss温度依赖性,表明AFM自旋涨落随温度的降低而发展。在11%F掺杂的样品中,在1/T_1T范围内,在^{75}As和^{139}La位置都观察到赝能隙行为,能隙值约为172 K。自旋动力学随F掺杂而显著变化,这归因于费米面结构。对于4%和11%F掺杂样品的超导性质,两种化合物的1/T_1在低于T_c处没有表现出相干峰,在低温下遵循T^3依赖性,这表明具有非常规的线节点超导性。讨论了La(O_{1-x} F_{x})FeAs与铜酸盐的异同,并从T_c和1/T_1的F掺杂依赖性出发,讨论了自旋动力学与超导电性的关系。
2008-06-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasiparticles and Vortices in Unconventional Superconductors
通过对紧束缚格点Bogoliubov-de Gennes哈密顿量进行奇异规范变换,研究了强II型超导体涡旋格点中的准粒子.我们提出了一个详细的推导规范不变的有效低能量哈密顿准粒子涡旋系统,并显示如何物理的“多普勒频移”和“Berry相位”可以纳入在哈密顿量水平上的奇异规范工作。特别是,我们表明,“贝瑞相”的效果体现在有效的哈密顿量通过半通量Aharonov-Bohm散射的准粒子的旋涡和应力的重要作用,这种效果在准粒子动力学。本文给出了具有s-、p-和d-波对称性的正方形和三角形涡旋晶格模型超导体在中间场H_c1<<B<<H_c2范围内的全数值解。对于s-和p-波的情况下,我们得到低能量的束缚态的核心,与现有的结果一致。对于d波情形,只存在扩展准粒子态。我们详细研究了这些扩展态的性质,并与线性化的狄拉克费米子模型的结果进行了比较。我们还研究了当涡旋和离子晶格具有高度可伸缩性时的节间干涉效应,并讨论了奇异规范变换的各种具体选择。
2000-11-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Linear Temperature Dependence of the Lower Critical Field $H_{c1}$ in F-Doped LaOFeAs Superconductors
本文报道了新发现的掺F超导体LaO $_{0.9}$ F $_{0.1}$ FeAs(F-LaOFeAs)的低临界场$H_{c1}$的全局和局部磁化强度测量结果。结果发现,$H_{c1}$表现出明确的线性- $T$的依赖性下降到2 K的温度,表明一个非常规的配对对称性与节间隙功能。基于d波模型,我们估计了最大间隙值$Δ_0=4.0 \pm 0.6$毫电子伏,与最近的比热和点接触隧道测量一致。考虑退磁因子后,$H_{c1}(0)$的绝对值约为54 Oe,表明LaO $_{0.9}$ F $_{0.1}$ FeAs具有较低的超流密度.
2008-04-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic Hamiltonian for Zn or Ni substituted high temperature cuprate superconductors
本文从由Cu或杂质3d轨道和O 2p轨道组成的微观三带模型出发,导出了Zn或Ni取代的高T_c铜酸盐的有效低能哈密顿量。我们发现杂质诱导的散射势和跳跃积分都有一个有限的范围,但随着离杂质的距离衰减得很快。Zn散射势非常强,对电子具有吸引力。Ni的散射势比Zn的散射势弱得多,这是由于Ni离子和O空穴之间的杂化所致。这种深刻的差异既不是由于电荷,也不是由于d能级的位置,而是因为杂质的价态和强相关背景之间的相互作用。对Ni和Zn降低超导转变温度的异常作用给出了自然的解释。电子的层间跳跃是高度各向异性和非局域的,由面内电子结构决定。这将导致不同位置的态的量子干涉,并强烈影响垂直于CuO_2平面的扫描隧道谱。
2002-07-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase Fluctuations in Strongly Coupled $d$-Wave Superconductors
我们提出了一个在任何温度下的BCS哈密顿量的数值精确解,包括与经典相位相关的自由度,以及振幅,通过蒙特卡洛(MC)积分波动。这使得调查的整个范围内的耦合:从弱吸引力,如在著名的BCS限制,主要是未开发的强耦合制度的显着相位波动。在后者中,第一次两个特征温度$T^\star$和$T_c$,分别与短程和长程有序,可以很容易地确定在一个平均场激励的哈密顿量。$T^\star$同时对应于激发光谱中间隙的打开。除了引入一种新的方法来研究强耦合d波超导体外,我们的研究结果还表明,经典的相位涨落不足以解释高温超导体(HTS)的赝能隙特性.
2005-11-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nearly Insulating Strongly Correlated Systems: Gossamer Superconductors and Metals
最近提出了一种新的描述超导铜氧化物的唯象哈密顿量,其中通过部分Gutzwiller投影引入了关联和在位库仑排斥。这个Gossamer哈密顿量有一个确切的基态和不同的t-J和哈伯德哈密顿量在拥有强大的吸引力之间的相互作用负责库珀配对的d-波通道的电子。这是对具有强在位电子排斥的超导体的一个可靠描述。超导隧道间隙保持完整,尽管现场排斥。在半填充状态下,具有强排斥力的Gossamer超导体的光致发射强度和超流密度受到抑制,并且不稳定地趋向于反铁磁绝缘体,并具有初始的Mott-Hubbard能隙。Gossamer技术可以应用于金属的基态,因此可能作为一个恰当的描述强关联金属。当库仑关联在接近半填充时,这种游丝金属相,就像游丝超导相一样,变得很难与绝缘体区分开来。金属态和超导态都经历了一个量子相变到反铁磁绝缘体,因为增加了现场库仑排斥。在Gossamer模型中,我们通过完全投射出双重占有,在半满时达到临界点。这样的临界点可能是安德森共振价键态。
2003-12-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nonlinear and time-resolved optical study of the 112-type iron-based superconductor parent Ca$_{1-x}$La$_{x}$FeAs$_{2}$ across its structural phase transition
新发现的112型铁磷族化合物超导体含有打破$a$和$b$轴之间的四重对称的As原子链。这一特点消除了单轴应变的需要,而单轴应变通常是稳定铁基超导体中磁序附近存在的电子自旋态的大单畴所需的。我们报告了112型Ca $_{0.73}$ La $_{0.27}$ FeAs $_{2}$的旋转各向异性光学二次谐波产生的详细结构对称性测量。这种技术是衍射实验的补充,能够精确测定晶体的点群对称性。通过将我们的测量与密度泛函理论计算相结合,我们发现了来自Fe和Ca $3d$衍生态的体电偶极子起源的强光学二次谐波响应,这使我们能够将$C_2$分配为晶体学点群。这使得112型材料成为没有反转中心的高温超导体,允许超导状态下单线态和三线态库珀对的可能混合。我们还进行了泵浦-探测瞬态反射率实验,揭示了4.6太赫兹声子模式与平面外运动的砷原子的FeAs层。我们没有观察到任何抑制的光学二次谐波响应或移动的声子频率冷却后,通过报告的单斜到三斜过渡在58 K。这使我们能够确定$C_1$的低温晶体学点群,但表明,结构变化引起的长程磁秩序是微妙的,并没有显着影响附近的费米能级的电子状态。
2016-03-11 cond-mat.str-el
Core Level and Valence Band Study of LaO$_{0.9}$F$_{0.1}$FeAs
利用角积分光电子能谱,我们在宽的光子能量和温度范围内探测了新型LaO $_{0.9}$ F $_{0.1}$ FeAs超导体。我们提供了第一个完整的表征的VB DOS的轨道特性和大小的d-p杂化能量。最后,我们已经确定了两个特征温度:90 K的赝隙状功能似乎关闭和120 K的DOS附近的E $_F$发生突然变化。我们将这些现象与SDW磁有序和结构转变中看到的母体化合物,分别。这些结果表明电子关联、自旋物理和结构畸变在铁基超导体物理中的重要作用。
2009-01-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mössbauer studies of the peculiar magnetism in parent compounds of the iron-based superconductors
根据~(57)Fe和~(151)Eu的透射穆斯堡尔谱,对铁基超导体母体化合物的磁性进行了综述。结果表明,随着自旋极化共价键的不同掺杂,三维磁性具有巡游特征。对于122个化合物的纵向自旋密度波(SDW)的发展。在EuFe2As2的情况下,二价铕的反铁磁性订单在低得多的温度相比,SDW的发病。这两个磁系统彼此几乎保持不耦合。对于11族的非化学计量的Fe(1 + x)Te母体,具有横向SDW和填隙铁的磁序,其具有相对高的和局部化的磁矩。这两个系统是强耦合的。对于铁基超导体FeAs的祖父,在铁位上观察到两个相互正交的相关联的横向SDW。有两套这样的自旋安排,由于两个晶体铁网站。FeAs在所研究的化合物中具有最高的共价性,但它仍然具有金属特性。
2013-12-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Stability of nodal quasi-particles in superconductors with coexisting orders
本文建立了超导体准粒子谱中存在共存\textit{commensurate}序时零能节点微扰稳定的条件。节点被发现是稳定的,如果哈密顿量是不变的时间反演下,然后由晶格平移。通过几个例子说明了这一原理。在铜氧化物超导体的背景下,讨论了各种类型的假设顺序的一些实验意义。
2008-01-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High-field electron spin resonance spectroscopy study of GdO$_{1-x}$F$_{x}$FeAs superconductors
本文报道了用高场/高频电子自旋共振(HF-ESR)方法对GdO $_{1-x}$ F $_{x}$ FeAs(x = 0,0.07和0.14)样品的热力学和输运性质进行的详细研究。母体GdOFeAs化合物在低于128 K时表现出Fe的长程磁序,而两种掺杂样品都没有表现出这种磁序,并且具有T $_c$ = 20 K(x = 0.07)和T $_c$ = 45 K(x = 0.14)的超导性。Gd $^{3+}$的HF-ESR表明Gd和Fe磁矩之间存在明显的交换耦合,由此可以清楚地看到母体化合物的静态磁序。由于这种耦合,HF-ESR可以灵敏地探测F掺杂后FeAs面磁性的演变。结果表明,在两种超导样品中,Fe的长程序是不存在的,有短期的,静态的ESR时间尺度上的Fe自旋之间的磁关联。它们在大掺杂尺度上的出现可能指示基态的共存。
2011-03-28 cond-mat.str-el
Magnetic polarons in weakly doped high-Tc superconductors
我们考虑一个描述有限反铁磁体的定域自旋$d$之间的$d$ - $d$交换相互作用以及导电空穴($p$)与定域自旋之间的$p$ - $d$相互作用的自旋哈密顿量.利用Lanczos对角化方法对自旋哈密顿量进行了数值求解。我们的结论是$p$ - $d$交换作用导致磁极化子的局域化。反铁磁体的量子涨落加强了这种效应,使得即使在弱的$p$ - $d$耦合下,也可能在一个位置形成极化子。总能量的计算,包括动能,基本上不改变磁极化子形成的相图。对于高- $T_c$超导体,在合理的参数下,既可以形成一个极化子,也可以形成一个小的铁子。对于介电函数和$p$ - $d$耦合的合理值,在弱掺杂的高- $T_c$材料中极化子形成中磁项和声子项的贡献是可比的。
2002-12-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergence of multiple Higgs modes due to spontaneous breakdown of a $\mathbb{Z}_2$ symmetry in a superconductor
研究了Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)超导体中的Higgs模。基于BCS哈密顿量的U(1)对称性对Higgs模不是必需的这一发现,我们研究了赝自旋表象中的类伊辛哈密顿量.我们表明,Higgs模式出现的最低激发态的类伊辛哈密顿量由于自发击穿的$\mathbb{Z}_2$对称性下的时间反转操作$\mathcal T$在赝自旋空间。我们进一步预测存在多个Higgs模式,量子化能量$2(n+1)Δ_0$($0\le n\le N_{k_F}$),其中$Δ_0$是超导能隙,$n$是一个整数,和$N_{k_F}$是费米表面上的状态数。
2021-09-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of nonsymmorphic space group on correlation functions in iron-based superconductors
当人们需要计算局部相互作用的影响或揭示轨道物理学在对外部探测器的反应中的作用时,轨道基础是自然的。在非对称点群的系统,如铁基超导体,我们表明,出现在可观察到的响应函数在某些波矢量的对称性是不存在的轨道基础上的紧束缚哈密顿计算的广义可操作性。这样的对称性恢复时,只有当广义的非线性嵌入回连续使用适当的矩阵元素之间的基础状态。这是说明与LiFeAs的情况下,并进一步澄清使用最小的紧束缚哈密顿与非对称空间群。
2017-09-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Revisiting electromagnetic response of superconductors in mean-field approximation
本文研究关联跃迁相互作用对平均场超导体电磁响应的影响,指出其会给电流算符引入附加项并修正 Meissner 权重与光电导率。
2023-10-26 cond-mat.other cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Exceptional point description of one-dimensional chiral topological superconductors/superfluids in BDI class
我们表明,在复杂的波矢量空间中的哈密顿量的某些奇异性可以用来识别拓扑量子相变的$1D$手征拓扑超导体/超流体的BDI类。这些奇点属于所谓的例外点($EP$)的范畴,在描述开放量子系统的非厄米哈密顿的上下文中进行了研究。我们还提出了一个通用的公式中的属性的$EP$的量化的确切数量的马约拉纳零模式在一个特定的手征拓扑超导相,给定的值的参数出现在哈密顿量。这个公式作为一个替代熟悉的整数($\mathbb{Z}$)缠绕数不变的表征拓扑超导体/超流体相的手征BDI类。
2016-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Commuting projector models for (3+1)d topological superconductors via string net of (1+1)d topological superconductors
本文讨论了(3+1)d拓扑超导体DIII类的交换投影哈密顿模型的构造方法。波函数由一种Kitaev线的弦网给出,装饰在时间反演(T)域壁上。我们的哈密顿量是提供一个通用的3D流形上配备了一个离散形式的自旋结构。我们将看到3d自旋结构如何在T畴壁上诱导出2d自旋结构(在2d晶格上称为Kasteleyn方向),这使得在T畴壁上定义波动的Kitaev线成为可能。在我们的模型中,当T对称性破缺时,我们发现在时间反演域壁上定义的对称性的未破缺的残余。域壁支持由不破缺对称性保护的2d非平凡SPT,这使我们能够根据Hason,Komargodski和Thorngren最近的QFT论点确定我们模型的SPT分类。
2020-09-15 cond-mat.str-el hep-th
Coexistence of ergodic and non-ergodic behavior and level spacing statistics in a one-dimensional model of a flat band superconductor
本文提出一维平带超导体的在位/键单态(OBS)模型,通过精确对角化发现其能谱和动力学与投影骰子晶格一致,并利用近泊松能级间距分布证明准粒子局域化、遍历性破缺及局域积分运动的存在,确立了该模型作为投影 Creutz 梯子哈密顿量的非平凡可积推广。
2025-03-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantizing Majorana Fermions in a Superconductor
与s波超导体接触的拓扑绝缘体表面激发的Dirac型矩阵方程。序参量可以是齐次的或涡旋值的。在齐次情况下,可以定义一个绕组数,其非零值表示拓扑效应。涡流导致静态的、孤立的、零能量的解决方案。它的模式功能是真实的,并已被称为“马约拉纳。“在这里,我们证明了现实/马约拉纳特征并不局限于零能量模式,而是表征了整个量子场。在四分量描述中,相关矩阵的基的改变使得哈密顿量为虚,而完整的时空依赖场为实,就像相对论性马约拉纳方程在马约拉纳矩阵表示中的情况一样。更广泛地说,我们表明,马约拉纳量子化过程是通用的超导体,有或没有狄拉克结构,并遵循从Bogoliubov-德Gennes哈密顿对称性的费米统计的约束。哈密顿量总是可以被带到一个虚的形式,导致运动方程是真正的量子化的实场解。此外,我们还研究了Dirac-type系统的零模代数的Fock空间实现。我们证明了二维表示是自然的,其中费米子宇称被保留。
2011-09-12 cond-mat.str-el hep-th