Emergent Mott Insulators and Possibility of High Tc Superconductivity in Pressurized Molecular Solids, H2S, SiH4, H2 etc
在分子中形成共价键的成对价电子是受限的库珀对关联。高压使固态H2S、SiH 4、H2等分子解离,形成伸展结构。然而,价电子是有弹性的,并继续键合,有时共振。在特定条件下,某些结构可能含有涌现的莫特绝缘体(EMI),并支持超导性和其他相。在加压固体H2S中,我们提出了一个相对狭窄的,近一半填充带的H原子,被困在有序的亚晶格的colorphospores键合的S原子网络。EMI提供高配对能量标度。提出了一个最近提出的固体\hsm(Tc ~ 205 K)、硅烷(Tc ~ 17 K$)和H2等体系的超导电性理论。
2015-07-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Type-II Bose-Mott insulators
玻色子形成的Mott绝缘态在固态He-4、冷原子系统、约瑟夫森结网络和欠掺杂的高温超导体中普遍存在。我们预言,在接近量子相变到超导态时,莫特绝缘体并不像通常认为的那样毫无特征。在三维空间中,有一个到低温状态的相变,在低温状态下,在外部电流的影响下,实现了由规则的“线”阵列组成的超导状态,每条线都携带量子化的超导通量。这种“II型莫特绝缘体“的预测是从场论的弱-强对偶性得出的,表明这种”电流晶格“是正常超导体中著名的磁通量的Abrikosov晶格的对偶。我们认为,这可以利用实验研究是否存在预成型的库珀对在高温超导体。
2012-09-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hall map and breakdown of Fermi liquid theory in the vicinity of a Mott insulator
针对强相互作用下轻掺杂莫特绝缘体霍尔系数的计算难题,研究通过热力学公式主导项计算结合量子蒙特卡洛拓展,发现霍尔系数在莫特极限下发散且符号反转,揭示莫特相附近霍尔电流由自旋纠缠空穴承载。
2022-11-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interplay between BCS and Mott physics in the phenomenon of high-$T_c$ superconductivity
研究了具有平带的固体的超导电子系统,以期增进对产生高温超导性的基本物理的理解。我们提出了一个修改后的形式的一组BCS理论的Gor'kov方程,其中包括一个Mott的单粒子光谱的差距。这样一个量是涌现在系统与平坦带具有相互作用排斥库珀通道,提供粒子-空穴对称性被打破。这样得到的方程适用于阐明的特点的两个间隙结构的单粒子光谱的欠掺杂高$T_c$超导体,揭示在角分辨光电子能谱。
2017-02-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Realization of a Wigner-Mott insulator in 6R-TaS$_2$ superconductor
Beijing National Center for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所(北京凝聚态物理国家研究中心));School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室);Department of Physics, Boston College(波士顿学院物理系)
在6R-TaS₂超导体中通过扫描隧道显微镜观测到Wigner-Mott绝缘态,揭示了库仑相互作用驱动的电荷有序与Mott局域化机制。
2026-02-05 cond-mat.str-el
Link between spin fluctuations and Cooper pairing in copper oxide superconductors
尽管人们普遍认为,在高转变温度的铜氧化物(高Tc铜氧化物)中,超导性(SC)是非常规的,但诸如自旋和电荷(条纹)有序、SC波动、接近莫特绝缘体、赝能隙相和量子临界性等现象的相对重要性仍然是一个有很大争议的问题1。在电子掺杂的铜氧化物,在欠掺杂区域的相位的p2p 2和较弱的电子correlations 3,4,不存在异常的赝隙相,表明莫特物理和其他身份不明的竞争订单是不太相关的,反铁磁(AFM)的自旋波动是主要特征。在这里,我们证明了一个线性温度(T-线性)散射率-铜酸盐的异常正常状态的属性的一个关键特征-与库珀配对(SC)。通过对电子掺杂铜氧化物La 2 xCexCuO 4(LCCO)薄膜磁输运的研究,我们发现当超导性被磁场抑制时,在SC相周围存在一个T-线性散射的包线,并且在零温度下仍然存在.与有机超导体中发现的类似行为相比,强烈表明T-线性电阻率是由自旋涨落散射引起的。我们的研究结果建立了AFM自旋涨落和铜氧化物高温超导配对机制之间的基本联系。
2011-08-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Mott State and Superconductivity in Face-Centred Cubic Structured Cs3C60: A 133Cs-Nuclear Magnetic Resonance Study under Pressure
在过去的20年里,除了铜氧化物之外,富勒烯化合物一直被研究为高转变温度(Tc)超导性的来源。最近发现的莫特绝缘状态旁边的超导电性在Cs3 C60表明,磁性有助于提高Tc,甚至在富勒烯,如重费米子化合物,高Tc铜氧化物,二维有机导体,铁磷属元素化物。也就是说,人们倾向于认为莫特绝缘体和超导性之间的联系发生在富勒烯中,这可以产生超出Bardeen-Cooper-Schrieffer框架的机制。然而,在Cs3 C60中,Mott态与超导电性之间的关系仍然存在争议。通过压力下的核磁共振测量,我们发现Cs 3C_(60)的磁性和超导电性是竞争的量级。与以往报道不同的是,Cs3 C60晶体的Mott态和金属态的相分离使我们能够系统地研究压力下基态的演化。我们的仔细实验发现,阻止磁序对于面心立方Cs_3C_(60)的超导电性是相当必要的,这为在该系统中发现更高的Tc提供了一个基本策略。
2012-12-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Confinement vs Deconfinement of Cooper Pairs in One-Dimensional Spin-3/2 Fermionic Cold Atoms
利用大规模数值模拟方法研究了自旋为3/2的费米子冷原子在一维光晶格中四分之一填充时的相图。在最近的低能量的方法完全同意,我们发现两个阶段与限制和decofined库珀对分离的伊辛量子相变。在受限相的主导不稳定性是一个原子密度波与次主导的四重超流不稳定性的四个费米子。最后,我们揭示了存在一个键序莫特绝缘相的排斥制度的某些部分。
2007-03-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Continuous Wigner-Mott transition at $ν=1/5$
本文利用矩阵乘积态方法研究扩展Hubbard模型中ν=1/5处Wigner-Mott绝缘体的带宽调控转变,揭示了两腿梯子中经Luther-Emery液体的中间相路径及五腿圆柱体上绝缘体到金属的直接连续转变,并与双层moiré材料实验建立联系。
2024-12-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unified understanding of superconductivity and Mott transition in alkali-doped fullerides from first principles
碱掺杂的富勒烯A3 C60(A=K、Rb、Cs)是令人惊讶的材料,其中常规声子介导的超导性和非常规Mott物理学相遇,导致作为每个C60分子的体积的函数的显著相图。在这里,我们用最先进的计算来解决这些材料,在这里,我们从第一原理构建了一个现实的低能模型,而不使用晶体结构以外的先验信息,并用精确的多体理论来解决它。值得注意的是,我们的计划全面再现了实验相图,包括低自旋莫特绝缘相旁边的超导相。最值得注意的是,根据第一原理计算的临界温度Tc定量地再现了实验值。A3 C60令人惊讶的相图背后的驱动力是Hund耦合和Jahn-Teller声子之间的微妙竞争,这导致了有效的反转Hund耦合。我们的研究结果表明,富勒烯是一类新的分子超导体,其中的多轨道电子关联和声子合作,以达到高Tc的s波超导性的第一个成员。
2015-08-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dual vortex theory of doped Mott insulators
我们提出了一个一般的框架来描述通过在正方形晶格上掺杂顺磁莫特绝缘体而获得的量子相。非掺杂绝缘体的有效特征在于在正方形晶格空间群(PSG)下的各种场的投影变换。我们表明,PSG也施加强大的约束掺杂系统,并对超导态的涡旋和Bogoliubov准粒子激发的有效行动。这种作用也可以扩展到过渡到超固态或绝缘状态在非零掺杂。对于价键固体(VBS)绝缘体的情况下,我们表明,掺杂系统具有相同的PSG的密度等于电子库珀对的密度的基本玻色子。我们还讨论了通过掺杂“交错磁通”自旋液体状态获得的d波超导体的行动方面。
2006-12-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Non magnetic molecular Jahn-Teller Mott insulators
窄带导体由于强的电子-电子关联而可能变成绝缘和磁性。在分子导体中,强Jahn-Teller耦合的伴随可能会产生非磁性绝缘体的替代可能性,有或没有静态合作Jahn-Teller失真。在后一种情况下,绝缘体具有类似莫特的性质,在电子-电子排斥和Jahn-Teller效应之间存在有趣的相互作用,这是动态的。我们在一个非常简单的$E\otimes e$ Jahn-Teller模型中研究了这种非磁性绝缘体,并在更一般的上下文中讨论了它的一般性质,还与K_{4} C_{60}和Rb_{4} C_{60}的绝缘态有关。
1997-02-10 cond-mat.str-el
Doping a moiré Mott Insulator: A t-J model study of twisted cuprates
我们从理论上研究扭曲的结构,其中每一层是由一个强相关的材料。特别是,我们研究了扭曲的t-J模型的铜氧化物多层膜内的从玻色子平均场论。这种处理包括小掺杂的Mott物理学和自一致地产生d波配对。此外,包括与Cu $d_{x^2-y^2}$轨道的对称性一致的正确的层间隧穿形状因子被证明对于相图是至关重要的。我们发现自发的时间反转(T)打破周围的扭曲角的$45^\circ$,虽然只有在一个狭窄的窗口的扭曲角。此外,得到的能隙很小,陈数为零,这意味着非拓扑超导体。然而,在较小的扭转角下,驱动层间电流可以导致带隙的拓扑相位。层间约瑟夫森结的能量-相位关系显示出显著的双库珀对隧穿,并在$45^o$附近占主导地位。的约瑟夫森临界电流和Shapiro步骤的扭曲角的依赖性是一致的,最近的实验。讨论了利用莫尔结构作为关联物理的探测器,特别是对密度波态的探测器。
2021-09-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Direct visualization of ambipolar Mott transition in cuprate CuO2 planes
确定掺杂莫特绝缘体的本质是凝聚态物理中的主要突出问题之一,也是理解铜氧化物高温超导性的关键。我们报告真实的空间可视化的莫特过渡Sr 1-xLaxCuO 2 +y铜酸盐薄膜,覆盖整个电子和空穴掺杂制度。直接在铜氧化物(CuO 2)平面上的Tunnel电导测量揭示了费米能级的系统性位移,而基本的Mott-Hubbard能带结构保持不变。这是进一步证明了探索原子尺度的电子响应的CuO 2的替代性掺杂剂和本征缺陷的姐妹化合物Sr0.92Nd0.08CuO 2。这些结果可以更好地解释自调制掺杂的框架,类似于半导体异质结构,并形成发展任何微观理论的铜氧化物超导性的基础。
2020-08-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetism and Tightly Bound Cooper Pairs Induced by Kinetic Frustration
本文研究了方格点排斥 Hubbard 模型中动力学阻挫如何促进反铁磁性与超导性共存,揭示了空穴在自旋单态形成下产生有效电荷配对机制,为稳定掺杂 Mott 绝缘体中的强耦合超导性提供了框架。
2025-07-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Field induced conducting state in Mott insulator
电子-电子排斥,一方面,可以导致绑定对,它有很大的有效质量。另一方面也是造成莫特绝缘体。研究了交错磁场对哈伯德模型的影响。我们发现在共振交错场作用下,可以形成一个具有较大能量带宽的束缚对,其能量带宽为哈伯德排斥强度的一半。相应地,系统表现出以下动力学行为:(i)当施加电场时,发生快速束缚对Bloch振荡,同时单个电子被冻结。(ii)当在初始反铁磁Mott绝缘态上施加一个淬灭共振场时,最终态变为双光子导电态,表现为非零的$η$相关器和较大的电荷涨落.我们的研究结果表明,电子-电子关联和调制外场的协同作用可以诱导新的猝灭动力学。
2021-08-27 cond-mat.str-el
Orbital-selective Mott phase of Cu-substituted iron-based Superconductors
本文用一种新发展的实空间格林函数方法研究了Cu取代铁基超导体的相变。我们发现Cu取代对由Hund规则耦合引入的轨道选择性Mott跃迁有很强的影响。由于Hund规则耦合的增加而引起的轨道占有率的重新分布,在半满$d_{xy}$轨道中引起Mott-Hubbard金属-绝缘体转变。随着Cu取代量的增加,$d_{xy}$轨道Mott能隙内的电子态越来越多,费米能级附近的能隙内电子态强烈局域在某些特定的晶格位置.此外,一个独特的相图,获得的Cu取代的Fe基超导体,显示一个轨道选择性绝缘相,作为Hund规则耦合和杂质引起的障碍的协同效应的结果。
2016-07-07 cond-mat.str-el
Mott-driven BEC-BCS crossover in a doped spin liquid candidate, kappa-(BEDT-TTF)4Hg2.89Br8
导致超流性的相互作用费米子配对有两个限制机制:弱相互作用简并费米子的Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)方案和强相互作用费米子玻色子对的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)方案。虽然在大多数金属系统中出现的超导性是BCS类电子对,但具有较差费米流动性的强关联电子可以凝聚成非常规的BEC类电子对。量子自旋液体具有非有序的自旋关联,并且通过自旋液体的载流子掺杂可能出现的超导性被预期具有特殊的配对性质。本研究通过实验探索了掺杂自旋液体候选材料和不同压力下的配对冷凝物的性质,这改变了系统中Mott临界值的电子-电子库仑相互作用。输运测量表明,低压下的超导体是由非费米液体形成的类BEC凝聚体,而高压下的超导体是由费米液体形成的类BCS凝聚体.能斯特效应测量清楚地说明了两个制度的配对在其稳健性的磁场。BEC-BCS交叉的Mott调谐可以与费米冷原子BEC-BCS交叉的Feshbach调谐相比较。
2022-01-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Optical spectroscopic investigation on the temperature-dependent electronic structure evolution of the Jeff,1/2 Mott insulator Sr2IrO4
我们研究了杰夫,1/2莫特绝缘体Sr 2 IrO 4的电子结构的温度依赖性的演变,使用光学光谱。最近发现该化合物的光电导谱$σ(ω)$具有两个d-d跃迁,与Jeff,1/2和Jeff,3/2带之间的跃迁有关,这是由于电子相关和自旋轨道耦合的共同作用。随着温度的升高,这两个峰显示出显著的变化,导致Mott带隙减小。考虑到带宽的增加,将实验结果与第一性原理计算的结果进行了比较。从局域晶格畸变、激子效应、电子-声子耦合和磁有序等方面讨论了温度变化对Sr_2IrO_4电子结构的影响。
2009-10-22 cond-mat.str-el
Order and quantum phase transitions in the cuprate superconductors
现在人们普遍认为铜氧化物超导体具有与Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理论相同的长程序特征:与库珀对凝聚有关。我们认为,许多物理性质的铜酸盐需要与其他序参量与一个接近的莫特绝缘体的相互作用。我们回顾了莫特绝缘体在两个维度上的分类,并认为到目前为止的实验证据表明,适合于铜酸盐的类具有共线自旋相关性,键序和中性,自旋S=1/2激发的限制。接近与这些订单相关的二阶量子相变,并与BCS的配对顺序,导致了许多物理性质的系统预测。我们利用这一背景下,最近的中子散射,磁通探测,核磁共振,扫描隧道显微镜实验的结果进行审查。
2003-06-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mott metal-insulator transition in the Hubbard model
强耦合区的哈伯德模型主要用近藤格点理论或1/d展开理论研究,d为空间维数。在二维及更高维中,没有序参量的希尔伯特子空间中的基态是正常的费米液体,除了n=1和U/W=+无穷大,其中n是每单位晶胞的电子密度,U是在位排斥,W是带宽;有利于每个单元电池上的局部单重态的近藤效应与共振价键效应之间的合作,其有利于每对最近邻晶胞上的局部单重态,在强耦合区域中稳定了费米液体,其基态作为整体是单重态。在没有限制的整个希尔伯特空间中,正常费米液体至少对磁性或超导态是不稳定的。这一分析证实了早期高温超导的费米液体理论,F。J. Ohkawa,Jpn. J.Appl.Phys.26,L652(1987)。n=1和U/W=+无穷大时的基态是莫特绝缘体。在哈伯德模型中不能解释实际的金属-绝缘体转变。为了解释这些现象,必须在哈伯德模型之外考虑电子-声子相互作用、多带或多轨道效应以及无序效应。局域磁矩磁性和巡游电子磁性之间的交叉对应于近藤效应中局域自旋和正常费米液体之间的交叉,它是简单的Mott金属-绝缘体交叉。
2007-07-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Chiral Mott Insulators, Meissner Effect, and Laughlin States in Quantum Ladders
我们介绍通用玻色子模型举例说明,手征迈斯纳电流可以坚持在绝缘相的物质。我们首先考虑两条腿的梯子上的相互作用玻色子。玻色子莫特绝缘体在奇数填充时,总密度扇区会出现缺口,而相对密度扇区由于链间跳跃而保持超流状态。将相对密度与规范场耦合产生赝自旋迈斯纳效应。我们发现,如果玻色子被替换为自旋费米子限制在库珀对,并找到一个双费米子莫特绝缘体与自旋电流相同的阶段。我们证明,通过调整的平均密度的莫特绝缘体体迈斯纳电流变成一个低维玻色子$ν= \frac{1}{2}$ Laughlin态足够强的排斥相互作用跨越阶梯梯级。最后,我们讨论了扩展多腿梯子和双层中的迈斯纳电流自旋超流体成为可能。我们提出了两个实验实现,一个是在Atala等人的装置中使用超冷原子,Nat. Phys. \textbf{8},588(2014)和另一种具有约瑟夫森结阵列。我们还解决了玻色-费米混合物受磁场与高Tc铜酸盐的赝能隙相连接。
2014-11-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pressure Induced Topological Superconductivity in the Spin-Orbit Mott Insulator GaTa4Se8
空位尖晶石GaTa $_4$ Se $_8$是由分子$j_{\text{eff}}\!=\!3/2$态描述的自旋-轨道耦合莫特绝缘体的独特例子。在没有掺杂的情况下,在压力下,它在T $_c$ = 5.8 K时变得超导。在这项工作中,我们表明,这种压力诱导的超导性是一种新型的拓扑相的实现,其特征在于自旋2库珀对。从第一性原理密度泛函计算和无规相近似出发,我们构建了微观模型并进行了详细的分析。施加压力被发现触发的虚拟带间隧穿过程的强Hund耦合的协助下,从而稳定一个特定的$d$波五重奏通道。此外,我们还证明了它的Bogoliubov准粒子及其表面态具有新的拓扑性质。为了验证我们的理论,我们提出了独特的实验签名,可以测量的约瑟夫森结传输和扫描隧道显微镜。我们的发现为在自旋轨道耦合材料中寻找奇异超导性开辟了新的方向。
2020-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermi-liquid, non-Fermi-liquid, and Mott phases in iron pnictides and cuprates
将精确对角化动力学平均场论推广到五个轨道,研究了库仑关联在铁磷属元素LaFeAsO中的作用.对于旋转不变的洪德规则耦合的连续过渡从一个顺磁性费米液体相到非费米液体金属相表现出冻结的时刻被发现在中等库仑能量。对于类伊辛交换,这种转变是一级的,发生在较低的临界库仑能量。相关诱导散射率作为掺杂相对于半填充的函数,即,δ = n/5-1,其中对于未掺杂的材料n=6,被示出为定性地类似于二维单带哈伯德模型中的模型。在这种情况下,LaFeAsO的母体莫特绝缘体是半填充的n=5极限,而未掺杂的n=6材料对应于铜氧化物中的临界掺杂区域delta_c ~ 0.2,在过掺杂区域的费米液相和欠掺杂区域中的非费米液相赝能隙相之间的边缘。
2010-03-06 cond-mat.str-el
Symmetric topological Mott insulator and Mott semimetal
Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学)
该研究提出对称拓扑莫特绝缘体与莫特半金属,通过双层 Haldane-Hubbard 模型揭示拓扑绝缘体与半金属的相变机制,并探讨其在二维材料中的应用。
2026-01-05 cond-mat.str-el
Superconductivity in doped triangular Mott insulators: the roles of parent spin backgrounds and charge kinetic energy
本研究通过密度矩阵重整化群计算,探究掺杂三角晶格Mott绝缘体中超导实现的前提,发现电荷动能与跳跃符号组合对超导等多种相的稳定起关键作用,且该作用与t₂/t₁比值相关。
2023-10-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Competition between band and Mott insulator in the bilayer Hubbard model: a dynamical cluster approximation study
我们研究了具有层内耦合$t$和层间耦合$t_{\perp}$的双层哈伯德模型在大相互作用强度$U/t$和半填充下绝缘相的性质。我们考虑一个动态集群近似的集群大小为$N_c=2\times4$,其中短距离的空间波动,以及现场的动力学波动强调。通过改变能带分裂($t_{\perp}/t$),我们发现在$t_{\perp}/t\simeq1.5$,莫特行为迅速抑制在动量扇区($π,0$)和($0,π$)。在$t_{\perp}/t\simeq2.5$,Mott特征在成键带的动量扇区($π,π$)和反键带的动量扇区($0,0$)中占主导地位,在$t_{\perp}/t\simeq3.0$,在费米能级的所有动量扇区中观察到微小的散射率,表明从Mott到带绝缘体的转变。我们将这种动量依赖的绝缘行为的演化归因于短程空间涨落和层间耦合$t_{\perp}$之间的竞争与合作,并借助库仑相互作用$U$。最后,我们还讨论了远离半填充的非费米液体行为的可能出现。
2014-02-02 cond-mat.str-el
Anomalous temperature dependence of high-harmonic generation in Mott insulators
我们揭示了强自旋-电荷耦合对莫特绝缘体中高次谐波产生的重要影响。在具有反铁磁关联的系统中,HHG信号随着温度的降低而急剧增强,即使间隙增加并且载流子的产生被抑制。这种反常的行为,这也被观察到在最近的高次谐波实验上的Ca $_2$ RuO $_4$,起源于自旋-电荷耦合和热系综之间的协同效应,和强烈的温度依赖的相干性之间的载流子。我们认为高次谐波的温度依赖性是莫特绝缘体的一个普遍特征,它可以通过库仑相互作用和系统的维数来控制。我们的研究结果表明,不同的自由度之间的相关性,这是一个特征的强相关固体,非线性光学响应有显着的和非平凡的影响。
2022-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ground State Properties of the Doped Kitaev-Heisenberg Chain: Topological Superconducting and Mott Insulating Phases Driven by Magnetic Frustration
University of Warsaw(华沙大学);TU Wien(维也纳工业大学);Technical University Dresden(德累斯顿工业大学);Institute for Theoretical Solid State Physics, IFW Dresden(德累斯顿联邦材料研究所理论固态物理研究所)
研究掺杂Kitaev-Heisenberg链的基态性质,发现磁铁摩擦通过促进配对倾向,导致拓扑超导和Mott绝缘相的形成,揭示磁铁摩擦在超导和相互作用驱动绝缘相中的共同作用机制。
2026-03-31 cond-mat.str-el
Theory of pseudogap and superconductivity in doped Mott insulators
欠掺杂莫特绝缘体给我们带来了多体物理的挑战。本文讨论了单粒子格林函数的零、极点结构的演化。从最近的集团扩展的动力学平均场论中很好地再现了欠掺杂铜氧化物中的赝能隙和费米弧/口袋结构。同时出现的零点和极点使欠掺杂的莫特绝缘体与费米液体分开,并通过拓扑跃迁分开。作为激子在从玻色子框架中的推广,Cofermion提出了零表面形成的起源。cofermion准粒子杂交间隙提供了一个自然的理解pseudogap和各种不寻常的莫特。此外,余费米子提供了一种新的配对机制,其中余费米子有两个角色:它加强了库珀对作为准粒子的配对伙伴,并充当胶水。它提供了一个强大的洞察力,以解决在缺口结构的二分法中发现的难题。
2011-07-03 cond-mat.str-el physics.comp-ph quant-ph
Primary charge-4e superconductivity from doping a featureless Mott insulator
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);University of Maryland(马里兰大学);Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);University of Pittsburgh(匹兹堡大学)
研究通过双层Hubbard模型发现,掺杂无特征莫特绝缘体具有SU(4)对称性,可实现主电荷4e超导性。
2026-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase separation and competition of superconductivity and magnetism in the two-dimensional Hubbard model: From strong to weak coupling
研究了零温下包含最近和次近邻跳跃的二维哈伯德模型中反铁磁态、d波超导态和Mott绝缘态之间的合作与竞争.采用变分团簇方法,将不同形状和大小的团簇分为10个位置,发现掺杂驱动的反铁磁性和超导性共存相到纯超导相的转变对于强相互作用是不连续的,并伴随着相分离.在半填充的系统是在一个反铁磁莫特绝缘状态与消失的电荷压缩。然而,在将相互作用强度U减小到大约U=4的某个临界值(以最近邻跳跃为单位)以下时,填充相关的磁跃迁改变其特性并变得连续。相分离,或者更仔细地说,形成不均匀状态的趋势消失了。这个临界值与以前的研究相反,以前的研究获得了更大的值。此外,我们发现,在半填充的系统经历了莫特过渡从绝缘体的状态与一个有限的电荷压缩在基本上相同的值。在半填充的弱关联态表现出超导电性微观混合反铁磁秩序。这种情况表明相分离和莫特绝缘体物理之间的密切关系。
2007-11-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Putting competing orders in their place near the Mott transition
我们描述了二维晶格上的超流体局域化转变为平均粒子密度为p/q(p,q为互质整数)的相称莫特绝缘体.对于正方形格子上的玻色子,我们认为超流至少有q个退化的涡旋种,它们在正方形格子空间群的投影表示下变换。单个涡旋凝聚体的形成产生莫特绝缘体,这是PSG所要求的在沿主轴的q/n晶格位置(n整数)的波长处具有密度波阶;这样的二阶跃迁在朗道-金兹伯格-威尔逊框架中是被禁止的。我们还讨论了超流绝缘体过渡的直接玻色子表示,并发现的量子临界性的解释,在deconfined分形玻色子只允许在特殊的q值的PSG存在的置换表示。我们认为(并在配套文件中详细说明:L。Balents等人,cond-mat/0409470),我们的结果适用于基本不变的电子系统与短程配对,与PSG确定的粒子密度的库珀对。我们还描述了超流中的静态杂质的影响:杂质局部地破坏q涡旋物种之间的简并性,并且这在每个涡旋附近诱导密度波序。我们认为,这样的理论提供了一个有吸引力的理论基础,由霍夫曼等人(cond-mat/0201348)在STM研究的涡旋晶格的BSCCO的局域态密度调制,并允许在零和有限的磁场的密度波阶的成核的统一描述。我们注意到我们的理论,可能会被测试未来的STM实验签名。
2005-03-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strongly Correlated Superconductivity rising from a Pseudo-gap Metal
我们解决了动态平均场论的玩具模型,它具有一个相图惊人的相似,高$T_c$超导体:一个钟形的超导区域附近的莫特绝缘体和正常的相位,从传统的费米液体的赝能隙半金属的莫特过渡的做法。在动力学平均场论中自洽求解的杂质模型的物理基础上,我们引入了一种分析方法来模拟各个相的动力学行为,它非常精确地拟合了数值数据。该方法假设在Mott跃迁附近的赝能隙相中存在严重的波函数重正化,而在Cooper对通道中的顶点修正可以完全抵消这种重正化,结果表明即使在赝能隙正常态中不存在低能准粒子,也可以发展成超导态.出现的整体物理场景,虽然在一个特定的模型和无限协调贝特晶格中解开,可以解释为如此普遍的论点,表明它可以在其他相关系统中实现。
2008-01-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doped Mott Insulators in the Triangular Lattice Hubbard Model
我们研究了三角晶格哈伯德模型中莫特绝缘体在强耦合和中等耦合极限下随空穴掺杂$δ$的演化。利用改进的密度矩阵重整化群(DMRG)方法,在轻空穴掺杂$δ\lesssim 10\%$时,我们发现强耦合和中等耦合之间存在着显著的差异。值得注意的是,在中间耦合一个不寻常的金属状态出现,与短程自旋相关,但长程自旋手性秩序。此外,没有观察到清晰的费米面和波矢,这种手征金属还表现出交错的回路电流,这打破了平移对称性。这些功能消失增加相互作用强度或进一步掺杂。在强耦合下,绝缘磁体的120度磁序对于轻掺杂持续存在,并且产生具有良好限定的费米表面的空穴袋。在进一步掺杂时,在强耦合和中等耦合下都发现了$δ\approx 10\%\sim 20\%$ SDW有序和相干空穴费米口袋。在更高的掺杂$δ\gtrsim 20\%$下,SDW阶被抑制,同时自旋单重态库珀对关联被增强。我们还简要地评论了强粒子-空穴不对称性的模型。
2022-03-23 cond-mat.str-el
The superconducting dome for holographic doped Mott insulator with hyperscaling violation
我们重新考虑全息模型具有超导圆顶上的温度掺杂相图与修改后的观点上的两个电荷的作用。第一种电荷密度为$ρ_{A}$,使莫特绝缘体成为绝缘体;第二种电荷密度为$ρ_{B}$,是掺杂产生的额外电荷,因此描述库珀对凝聚的复标量只与第二种电荷耦合。指出三点相互作用$-c χ^{2} F_{μν}G^{μν}$在形成圆拱中起着关键作用。$Tc$随着它们的偶联而增加。利用超标度破坏几何,我们还考虑了隐藏在穹顶下的量子临界点的影响。结果表明,无论$z$是多少,圆顶尺寸和最佳温度都随着$z$的增加而增加,而圆顶越大(越小),$θ$越大,这取决于$z>2$($z<2$)。我们还指出,当$θ$值较大时,凝聚态增加,而当$z$值较小时,凝聚态增加。
2021-07-13 cond-mat.str-el hep-th
Nature of strong hole pairing in doped Mott antiferromagnets
费密液体中的库珀对不稳定性已被BCS理论所理解,但掺杂莫特绝缘体中的库珀对不稳定性机制仍不清楚。利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法已经证明,由于t-J阶梯中相弦符号的量子相消干涉,单个掺杂空穴总是自局域的.在这里,我们报告了DMRG调查孔绑定在同一模型中,发现了一种新的配对胶水计划超越BCS领域。具体来说,我们表明,除了自旋配对由于超交换相互作用,强挫折的相位弦符号上的动能得到有效地删除配对的电荷,这导致在强绑定的两个空穴。相反,如果相位串符号被人为地关闭,即使超交换耦合保持不变,配对强度也会显著减弱。在后者中,未成对的空穴表现得像相干准粒子,配对大大减弱,其唯一的起源可能归因于自旋的共振价键(RVB)配对。因此,这种非BCS配对机制超出了RVB图,并可能对高T_c铜酸盐超导体提供重要的启示。
2014-06-10 cond-mat.str-el
A Hubbard exciton fluid in a photo-doped antiferromagnetic Mott insulator
本文利用超快太赫兹电导率在光掺杂反铁磁莫特绝缘体Sr₂IrO₄中首次实验观测到哈伯德激子流体的瞬态形成,发现其寿命约1皮秒且与莫特能隙呈指数标度关系,揭示了与磁振子模式的强耦合。
2025-05-08 cond-mat.str-el
Doping induced Mott collapse and the density wave instabilities in (Sr$_{1-x}$La$_x$)$_3$Ir$_2$O$_7$
从Mott绝缘相到高温超导性的路径遇到了一组丰富的非常规现象,涉及绝缘体到金属的转变(IMT),如涌现的电子秩序和赝能隙,最终影响库珀对的凝聚。理解这些现象的起源的一个巨大障碍是难以接近母态的掺杂水平。最近,钙钛矿铱酸锶的J $_{eff}$ =1/2 Mott态揭示了与铜酸盐有趣的相似之处,其优点是它提供了独特的Mott转变途径。在这里,我们利用这种可访问性来研究的IMT和附近可能的电子顺序在电子掺杂的双层铱酸盐(Sr $_{1-x}$ La $_x$)$_3$ Ir $_2$ O $_7$。使用光谱成像扫描隧道显微镜,我们图像的La掺杂剂的顶部以及层间SrO平面。令人惊讶的是,我们发现一个不成比例的分布在这些层与层间层La是主要负责的IMT,从而揭示了不同的网站依赖性的影响掺杂剂的双层系统的电子性能。此外,我们发现由电子掺杂产生的两个电子秩序的共存:一个单向的电子秩序与伴随的结构畸变;和本地共振态形成棋盘状图案被La捕获。这提供了证据表明,多个电荷顺序可能同时存在于莫特系统中,即使只有一个带穿过费米能量。
2019-05-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pseudogap and weak multifractality in disordered Mott charge-density-wave insulator
该研究通过STM/STS研究Se替代的1T-TaS2,发现费米能级处形成V形赝能隙且局域态密度呈现弱多重分形,揭示无序诱导的关联金属态为二维体系中涌现超导提供了新机制。
2019-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nonequilibrium steady states of electric-field driven Mott insulators
基于Floquet动力学平均场论,系统地研究了莫特绝缘体在直流和交流电场作用下的非平衡稳态。结果进行了分析,使用一个通用的隧道公式的电流,这是令人想起的梅尔-Wingreen公式,并提供了相关的物理过程的见解。在DC的情况下,NESS的光谱表现出与较低和较高的Hubbard带的Wannier-Stark(WS)状态。此外,还出现了来自多体态的WS边带。利用隧穿公式,我们证明了这些WS状态之间的隧穿导致在感应直流电流的峰值或驼峰。在AC的情况下,我们涵盖了很宽的参数范围内的激发频率和场强,以澄清从场致隧穿行为在DC限制的非平衡态为主的多光子吸收在AC限制的交叉。在交叉制度,单粒子光谱的特点是共存的Floquet边带和WS峰,和电流和双占领表现出非平凡的依赖于场强。隧道公式的工作量,即使在AC的情况下,我们用它来讨论的潜在合作的隧道和多光子过程中的交叉制度。隧穿公式及其简化形式也为莫特绝缘体中高次谐波的产生提供了物理依据。
2018-04-23 cond-mat.str-el physics.optics
A model of phase fluctuations in a lattice d-wave superconductor: application to the Cooper pair charge-density-wave in underdoped cuprates
基于高温超导体的QED 3有效理论,我们引入并研究了二维关联晶格d波超导体中的热涨落和量子相位涨落的XY型模型.该模型的一般特征和在该模型中获得的选定结果在前面以缩写形式报道(Z。Tesanovic,cond-mat/0405235)。该模型是面向描述不仅是长距离,但也中间lengthscale物理欠掺杂铜酸盐。特别是,我们阐明了动力学的起源和调查的库珀对电荷密度波(CPCDW),我们认为这是在最近的STM实验中发现的周期性电荷密度调制背后的状态的具体功能。我们说明了如何莫特-哈伯德半填充附近的相关性抑制超流密度和有利于不可压缩状态,打破平移对称性的原子晶格。我们展示了如何形成的CPCDW在这样一个强烈的量子涨落超导体可以理解为一个Abrikosov-Hofstadter问题的第二类双超导体,电子密度所发挥的作用的双重磁场。由此产生的Abrikosov晶格的双涡转化为周期性调制的Bogoliubov-deGennes间隙功能和电子密度。我们计算了各种Abrikosov-Hofstadter双涡旋阵列在单粒子局域隧穿态密度的详细签名。在x = 1/8掺杂处和附近,4x 4棋盘型调制图案自然地作为能量上有利的基态出现,并且产生与实验观察良好的一致性。
2005-01-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Composite Structure of Single-Particle Spectral Function in Lightly-Doped Mott Insulators
本文基于$t$-$J$模型的双空穴变分波函数,研究了轻掺杂Mott绝缘体的单粒子谱函数,揭示了由$d$波Cooper配对与$s$波扭曲空穴配对双重性导致的低能准粒子激发与高能配对破缺两支结构,其特征与STS和ARPES观测一致。
2024-08-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Revealing quantum phase string effect in doped Mott-insulator: a tensor network state approach
本文通过张量网络态方法揭示掺杂莫特绝缘体中量子相位字符串效应,发现其对自旋序和电荷压缩性有显著影响。
2025-03-31 cond-mat.str-el
Orbital-Selective Spin-Orbit Mott Insulator in Fractional Valence Iridate La$_3$Ir$_3$O$_{11}$
Henan University(河南大学);Henan Academy of Sciences(河南省科学院);Westlake University(西湖大学);Shandong University(山东大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院);Tianjin University(天津大学);Nanjing University(南京大学);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学)
研究揭示La$_3$Ir$_3$O$_{11}$中轨道选择性莫特绝缘体的形成机制,通过自旋轨道耦合与库仑相互作用的协同作用,实现独特的绝缘态稳定。
2026-03-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
η-superconductivity in the Hubbard chain with pair hopping
研究了具有对跳相互作用的一维Hubbard链的基态相图。使用连续极限场论方法和精确对角化研究进行模型的分析。在半满时,相图由两个超导态组成,库珀对质心动量Q=0(BCS-η_0相)和Q=π(η π相)和四个绝缘相,分别对应于Mott反铁磁体相、Peierls二聚相、电荷密度波(CDW)绝缘体,以及一个非常规的绝缘相,其特征在于共存的CDW和键定位交错磁化。在远离半满的情况下,相图由超导BCS-η_0和η_π相以及金属Luttinger液相组成。BCS-η_0相表现出从弱耦合BCS型到强耦合局域对区的平滑过渡。η_π相显示了库珀对质心动量Q=π的双(零尺寸库珀对)超导体的性质。到η π配对态的跃迁对应于基态结构的突变。跃迁后,导带完全被破坏,产生一个新的η π对带,对应于强关联的双光子运动。
2000-06-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nematic Fluctuations in Iron-Oxychalcogenide Mott Insulators
向列波动发生在从液晶到生物分子到固体的广泛的物理系统中,例如外来磁体、铜酸盐和铁基高$T_c$超导体。向列涨落被认为与铁基超导体中库珀对的形成密切相关。目前还不清楚这种向列性中固有的各向异性是否来自电子自旋或轨道自由度。研究了结构上与铁磷属元素化物超导体相似的铁基莫特绝缘体La $_{2}$ O $_{2}$ Fe $_{2}$ O $M$ $_{2}$ $M$ =(S,Se)。它们的电子相图也接近铁磷属元素化物。核磁共振(NMR)揭示了一个关键的慢下来的自旋晶格弛豫速率($1/T_1$)观察到的涨落。这是通过使用穆斯堡尔谱在类似的温度范围内观察电场梯度的变化来补充的。应用于原子核结构的中子对分布函数技术揭示了在很宽的温度范围内存在局部的$C_2$波动,而中子衍射表明,全球$C_{4}$对称性被保留。理论建模的几何挫折自旋$1$海森堡模型与双二次和单离子各向异性条款提供了解释的磁涨落的隐藏的四极自旋波动。向列性与几何阻挫磁性密切相关,后者来自轨道选择性。结果突出的轨道秩序和自旋波动的出现在铁基氧硫族化合物的向列性。在这些莫特绝缘体内的磁通波动的检测扩展了显示短程磁通断裂的铁基材料的组。
2020-02-10 cond-mat.str-el
The Mystery of Superconductivity: Glue or No Glue?
在这项研究中,一个可能的非准粒子胶的超导性的传统和非传统的超导体探索在一个纯电子图片。结果表明,由于电磁相互作用,运动的电子可以自组织成准一维实空间电荷条纹,进而形成三角或四角对称的涡旋晶格.讨论了电荷条纹、库珀对和Peierls相变之间的关系。所提出的超导机制(胶)可能适用于一维和二维超导体。我们还认为掺杂超导体的最高临界温度最有可能在Mott金属-绝缘体转变附近达到。
2009-09-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Are non-Fermi-liquids stable to Cooper pairing?
在许多物理系统中出现了具有尖锐费米面但没有明确定义的朗道准粒子的物质态。示例包括:与金属有序开始相关的${\it (i)}$量子临界点;莫特绝缘体的${\it (ii)}$自旋费米表面(U(1)自旋液体)状态; ${\it (iii)}$ Halperin-Lee-Read半填充朗道能级的复合费米子电荷液态。在这项工作中,我们使用重整化群技术来研究这种非费米液体在二维空间中可能的不稳定性库珀配对。我们认为伊辛-伊辛量子临界点作为一个例子的相变在金属,并证明了吸引力的相互作用介导的序参量波动总是导致超导不稳定性。此外,在我们的计算受到控制的情况下,超导性先于电子准粒子的破坏。另一方面,自旋费米面和Halperin-Lee-Read态在足够弱的吸引短程相互作用下对库珀配对是稳定的;然而,一旦吸引强度超过临界值,配对就开始了。我们描述了随后的量子相变之间的${\it (i)}$ $U(1)$和$Z_2$自旋液体状态; ${\it (ii)}$ Halperin-Lee-Read和Moore-Read状态。
2015-03-10 cond-mat.str-el
Gauge Topological Nature of the Superconductor-Insulator Transition
长期以来,人们一直认为,在绝对零度下,电子只能形成一种量子相干态,即超导体。然而,一些二维超导系统被发现具有无限电阻的超绝缘状态,超导性的镜像,以及通常被称为玻色金属的金属状态,其特征在于有限的纵向和消失的霍尔电阻。这些新颖而神秘的量子相干态的性质是人们深入研究的主题。在这里,我们提出了超导体-绝缘体转变(SIT)的拓扑规范描述,使我们能够确定超绝缘的基本机制是Polyakov通过瞬子对库珀对的线性限制。我们找到一个标准定义的条件,无论是直接SIT或SIT通过中间玻色金属,并证明,这种玻色金属相是莫特拓扑绝缘体中的库珀对涡旋液体被冻结的Aharonov-Bohm相互作用。
2018-06-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Exotic s-wave superconductivity in alkali-doped fullerides
碱金属掺杂的富勒烯(A3 C60,A=K,Rb,Cs)显示出令人惊讶的相图,其中高转变温度(Tc)的s波超导态出现旁边的莫特绝缘相作为晶格间距的函数。这与通常认为莫特物理和声子驱动的s波超导不相容的观点相反,提出了关于高Tc超导机制的基本问题。本文回顾了最近的从头计算,这已经成功地再现了实验相图与高精度,并阐明了一个不寻常的合作之间的电子-声子耦合和电子-电子相互作用导致莫特本地化,实现非常规的s波超导在碱金属掺杂的富勒烯。奇异物理背后的驱动力是不寻常的分子内相互作用,其特征在于共存的强烈排斥库仑相互作用和一个小的有效的负交换相互作用。这是通过与Jahn-Teller声子的耦合和C60分子内的Hund耦合之间的微妙能量平衡来实现的。这种不寻常的相互作用形式导致分子上形成上下自旋电子对,这使得s波配对成为可能。超导电性的出现主要依赖于Jahn-Teller声子的存在,但令人惊讶的是,强关联也会带来好处,因为关联抑制了电子的动能,并有助于电子对的形成,这与先前的模型计算一致。这证实了碱金属掺杂富勒烯化合物是一种新型的非常规超导体,其中声子和库仑相互作用之间的不寻常的协同作用驱动了高Tc超导性。
2016-03-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Extremely Correlated Superconductors
本文推广了最近提出的极端关联费米液体理论,研究了t-J模型中的超导电性。格林函数的精确方程是通过将戈尔科夫方程推广到包括自旋相反的电子之间的极强的局部排斥而得到的。将这些方程展开为代表双占有率的参数$λ$,并在$T_c$附近进一步简化最低阶方程,得到超导能隙的近似积分方程。$T_c$的条件进行了研究,使用一个模型的谱函数,体现了减少准粒子的重量$Z$近半填充,产生一个近似的解析公式$T_c$。使用代表单层高- $T_c$系统的参数来评估该公式。在一个狭窄的电子密度范围内,这是必要的,从Mott-Hubbard绝缘体在半填充分离,我们发现超导与一个典型的$T_c$ $\sim$ $10^2$ K。
2021-09-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Minimal loop currents in doped Mott insulators
Institute for Advanced Study, Tsinghua University(清华大学高等研究院);Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学物理与天文系)
研究揭示掺杂莫特绝缘体中最小环电流与超导配对机制,发现单空穴和双空穴态表现出不同行为,揭示了超导基本块的稳定性。
2026-02-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Underlying Pairing States of High $T_c$ Superconductivity
本文提出了一个描述铜酸盐高温超导性的微观理论。证明了由扩展的单重态库珀对和三重态$π$对组成的相干配对态既可以表现Mott绝缘反铁磁序,也可以表现d波超导序。从这种相干配对态的结构出发,我们可以在同一个框架内描述高T_c超导中的单电子性质和低能集体激发。准粒子可以直接从相干配对态导出。而与自旋波和电荷激发相关的低能级量子涨落则可以从相干对态的路径积分中得到。
1999-09-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con