The iron-based LaFeAsO$_{1-x}$F$_x$ recently discovered by Hosono's group is a fresh theoretical challenge as a new class of high-temperature superconductors. Here we describe the electronic structure of the material and the mechanism of superconductivity. We start with constructing a tight-binding model in terms of the maximally localized Wannier orbitals from a first-principles electronic structure calculation, which has turned out to involve all the five Fe 3d bands. This is used to calculate the spin and charge susceptibilities with the random phase approximation. The spin susceptibility has peaks around ${\Vec k} = (π, 0), (0, π)$ arising from a nesting across disconnected Fermi surface pockets. We have then plugged the susceptibilities into the linearised Eliashberg equation. For the doping concentration $x = 0.1$, we obtain an unconventional s-wave pairing, which is roughly an extended s in that the gap changes sign between the Fermi pockets, but the gap function is actually a 5$\times$5 matrix. Its experimental implications are also discussed.
Unconventional Pairing in Doped Band Insulators on a Honeycomb Lattice : the Role of the Disconnected Fermi Surface and a Possible Application to Superconducting $β$-MNCl (M=Hf,Zr)
Unconventional pairing originating from disconnected Fermi surfaces in the iron-based superconductor
对于铁基高$T_c$超导体LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$,我们构造了一个极小模型,其中所有的五个Fe $d$带都参与其中.然后,我们研究了超导性的起源与五带随机相位近似通过求解Eliashberg方程。我们得出结论,所产生的自旋波动模式之间的嵌套断开费米口袋实现,基本上,一个扩展的s波配对,其中的间隙改变整个嵌套矢量的符号。
Unconventional pairing originating from disconnected Fermi surfaces in superconducting LaFeAsO$_{1-x}$F$_x$}
对于新发现的铁基高$T_c$超导体LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$,我们构造了一个极小模型,其中包含所有五个Fe $d$带是必要的.随机相位近似被应用到该模型中,以研究超导电性的起源。我们的结论是,多自旋涨落模式所产生的嵌套在断开的费米面实现了扩展的s波配对,而d波配对也可以是另一个候选者。
Spin fluctuations and unconventional pairing in KFe$_2$As$_2$
研究了重空穴掺杂终端材料KFe $_2$ As $_2$中自旋涨落与超导电性的关系。通过对由第一性原理计算得到的三维十轨道模型的布里渊区进行近似展开,构造了一个五轨道模型。应用无规相位近似,我们得到了自旋极化率,并求解了线性化的Eliashberg方程。实验观察到的不相称的自旋波动被理解为起源于带间相互作用,其中能带结构的多轨道性质导致在整个铁基超导体家族中的不对称性的电子-空穴。对于超导性,s波和d波配对被发现是在密切的竞争,其中在前者的间隙函数的符号变化是由无公度的自旋涨落驱动。对实验上观察到的KFe $_2$ As $_2$超导能隙中的节点提出了几种可能的解释。
Electronic structure of Bi2Te3/FeTe heterostructure: implications for unconventional superconductivity
利用分子束外延技术在SrTiO_3衬底上制备了由拓扑绝缘体Bi_2 Te_3和铁硫属化物FeTe组成的异质结构,并对其进行了角分辨光电子能谱分析。这个系统最近被发现显示出超导性,尽管每个组成材料的非超导性质。当FeTe与Bi_2Te_3的两个五重层界面时,我们发现Bi_2Te_3的Dirac-cone表面态向更高的结合能移动,而来自FeTe的费米能级处的类孔带向更低的结合能移动。这表明,电子电荷转移发生从FeTe的Bi 2 Te 3通过界面。目前的结果指出空穴掺杂的FeTe界面的非常规超导电性的发生的重要性。
Anomalous acoustoelectric signatures of chiral superconductivity
Technion – Israel Institute of Technology(以色列理工学院);Guangdong Technion – Israel Institute of Technology(广东以色列理工学院);Rzhanov Institute of Semiconductor Physics, Siberian Branch of Russian Academy of Science(俄罗斯科学院西伯利亚分院列扎诺夫半导体物理研究所);Novosibirsk State Technical University(新西伯利亚国立技术大学)
Multiple odd-parity superconducting phases in bilayer transition metal dichalcogenides
研究了二维局部非中心对称三角晶格中的非常规超导性。例如,该模型与具有2 H $_b$堆叠结构的双层过渡金属二硫属化物相关。在无规相位近似下,通过求解线性化的Eliashberg方程分析了超导不稳定性.我们发现,铁磁涨落是占主导地位的,由于存在断开费米口袋附近的范霍夫奇点,因此奇宇称自旋三重态超导性是有利的。在没有自旋轨道耦合的情况下,我们发现奇宇称$f$波超导态在很宽的载流子密度和层间耦合范围内是稳定的。此外,我们还研究了层相关的交错Rashba和Zeeman自旋轨道耦合对超导电性的影响。得到了自旋-轨道耦合和库仑相互作用对多重奇宇称超导相图的影响。特别是,拓扑手性$p$波配对状态是稳定的存在下,一个温和的塞曼自旋轨道耦合。我们的结果揭示了奇宇称超导在各种铁磁范德华材料的可能性。
Superconductivity in the antiperovskite Dirac-metal oxide Sr$_3$SnO
具有钙钛矿结构的氧化物被认为是高温和非常规超导等迷人现象的基本材料。这些氧化物超导体的发现推动了科学界极大地扩展了强相关电子系统的概念。这些材料的基础,立方钙钛矿氧化物,$AB$ O $_3$,也表现出超导性与$T_{\mathrm{c}}$高达30 K,如报告的Ba $_{0.6}$ K $_{0.4}$ BIO $_3$。过氧化氢氧化物有其对应物,反钙钛矿氧化物$A_3B$ O(或“$B$ O $A_3$“),其中金属和氧离子的位置颠倒,因此金属$B$离子采取不寻常的负价态。然而,在反钙钛矿氧化物中没有报道超导性。在这里,我们报告的第一个超导反钙钛矿氧化物Sr $_3$ SnO的发现与$T_{\mathrm{c}}$约5 K。Sr $_3$ SnO在其电子结构中具有狄拉克点,源自具有不同宇称的能带的反转。在理论分析的基础上,我们提出了在中等空穴掺杂的Sr $_3$ SnO中,类似于超流$^3$ He-B的拓扑奇宇称超导性的可能性,起源于费米表面上的不寻常的轨道织构。我们设想,这一发现的一类新的氧化物超导体与反价配置将刺激探索拓扑材料科学的基础上,各种反钙钛矿氧化物。
Observation of Fermi-surface-dependent anisotropic Cooper pairing in kagome superconductor CsV3Sb5
The University of Tokyo(东京大学);Beijing Institute of Technology(北京理工大学);Southern University of Science and Technology(南方科技大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院);Yangtze Delta Region Academy of Beijing Institute of Technology(北京理工大学长三角研究院)
Visualizing the low-energy electronic structure of the triplet superconductor UTe$_2$ through quasiparticle interference
Harvard University(哈佛大学);Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所);University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校);National Institute of Standards and Technology(美国国家标准与技术研究院);Washington University in St. Louis(圣路易斯华盛顿大学);Canadian Institute for Advanced Research(加拿大高级研究院)