Superconducting Polarons and Bipolarons
我们将BCS理论推广到了载流子为小晶格极化子和双极化子的强耦合区。本文综述了多极子强耦合超导理论。有吸引力的电子关联，任何超导性的先决条件，是由几乎不延迟的电子-声子相互作用足以克服直接库仑排斥在这个制度。低能物理是指小极化子和双极化子，它们是在低于特征声子频率的温度下存在于布洛赫态的巡回准粒子。我确定的长程Froehlich电子-声子相互作用与c轴偏振光学声子的超导铜酸盐配对的最重要的。一些关键的观测结果已经被预测或解释与极化子和双极化子，包括不寻常的同位素效应和上临界场，正常状态（伪）的差距，动力学性质和抗磁性，和巨大的邻近效应。这些和其他一些观察结果为层状铜酸盐中电子物质的新状态提供了强有力的证据，层状铜酸盐是一种由小的可移动双极化子组成的带电玻色液体。
2008-03-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Polaron and bipolaron dispersion curves in one dimension for intermediate coupling
双极化子能量计算作为波矢量的函数的Gurari变分法适合弱或中等耦合强度，与声子波矢量和短程库仑排斥的电子-声子相互作用的模型。假设裸电子具有恒定的有效质量。对双极化子中两个电子的相对运动取一个双参数试探函数。比较了双极化子和单极化子的能量随波矢的变化关系。在区域中心的有效质量的结果也得到了。与其他作者的Hubbard-Holstein模型中的双极化子数据进行了比较，Hubbard-Holstein模型与本模型的主要区别在于它对裸电子具有紧束缚的能带结构.
2006-12-06 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Two-dimensional Hubbard-Holstein bipolaron
我们提出了一个图形的Monte Carlo研究的性质的Hubbard-Holstein双极化子在二维正方形晶格。当库仑斥力U很小，电子-声子相互作用增大，且达到一个比轻极化子到重极化子跃迁所对应的值小两倍的值时，系统从两个弱束缚轻极化子形成的状态急剧跃迁到一个重的、强束缚的在位双极化子。除了这个相当传统的双极化子一个新的双极化子状态被发现为大U在中间和大的电子-声子耦合，对应于两个极化子绑定在最近的邻居网站。我们讨论了不同双极化子态的性质以及从一个态到另一个态的跃迁。我们给出了由电子-声子耦合和U定义的参数空间中的相图。我们的数值方法不使用任何人工近似，可以很容易地修改到其他双极化子模型与更长的范围的电子-声子和/或电子-电子相互作用。
2004-01-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Froehlich Polaron and Bipolaron: Recent Developments
值得注意的是，Froehlich极化子是量子场论问题中最简单的例子之一，因为它基本上由单个费米子与离子位移的标量玻色场相互作用组成，自1950年首次写出其哈密顿量以来，它一直抵制所有耦合的完全解析或数值解。该领域一直是分析，半分析和数值技术，如路径积分，强耦合微扰展开，先进的变分，精确对角化（ED）和量子蒙特卡罗（QMC）技术的试验场。本文综述了连续和离散（格点）Froehlich（双）极化子领域的最新进展，从基础知识开始，涵盖了一些活跃的研究方向。
2009-04-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic polarons and bipolarons in Fe-based superconductors: a pairing mechanism
超导性是一个迷人的例子，说明“更多就是不同”。这是由于电子结合到玻色子库珀对中，玻色子库珀对在宏观样品中表现出相干行为。寻找这种结合的机制是凝聚态物理较困难的任务之一。对于传统的超导体，BCS理论给出的解决方案是由于声子的交换。对于铜酸盐高温超导体，尽管付出了巨大的努力，但仍然缺少一个广泛接受的解释。最近发现的铁基高温超导体现在提出了新的挑战。我们在这里提出了一个量子力学理论的pnictides描述的影响，大的电子极化率的重阴离子。我们证明了它的包含导致电子极化子作为低能准粒子，也揭示了这些电子极化子的配对机制。
2008-11-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Lorenz number in high Tc superconductors: evidence for bipolarons
在过去的十年里，铜酸盐中强的电子-声子相互作用在许多实验中得到了支持。当声子几乎保持非重整化时，当电子-声子相互作用强时，电子被转化为iterent双极化子和热激发极化子。我们计算了系统的洛伦兹数，表明由于热流中极化子和双极化子的干扰，Wiedemann-Franz定律失效。该模型在数值上拟合了实验霍尔-洛伦兹数，为铜氧化物中存在双极化子提供了直接证据。
2002-11-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Resonant pairing isotope effect in polaronic systems
极化子系统中的中间耦合区位于绝热极限和反绝热极限之间，其特征在于准自由电子之间的共振配对，这是由与定域双极化子的交换相互作用引起的。这种共振配对的开始发生在特征温度T* 以下，并且在电子态密度中的赝能隙的打开中是明显的。本文研究了T* 随局域晶格模的典型频率ω_0和掺杂量n_B与自由电子浓度n_F的相对变化的关系。我们专注于掺杂制度，其中掺杂的小变化引起T* 的大变化，这是当n_B很小（每个位点< 0.1）时的情况。对于有限的n_B值，我们发现表征共振电子对形成的同位素系数α^* 的值为负，并且实际上与掺杂无关。当总粒子密度减小到n_B呈指数级减小时，我们发现α^* 的符号迅速变化。这与系统接近更像BCS的状态的事实有关，其中电子配对通过虚激发发生到双极化态，并且其中T* 与超导性的开始一致。
2005-04-07 cond-mat.supr-con
Polaron Crossover and Bipolaronic Metal-Insulator Transition in the Holstein model at half-filling
研究通过Holstein模型探讨极化子与双极化子在半填充下的性质转变，揭示了极化子形成与金属-绝缘体转变的关系及Born-Oppenheimer近似的局限性。
2005-09-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Polaron and bipolaron tendencies in a semiclassical model for hole-doped bismuthates
铋钙钛矿ABiO $_3$（A = Sr，Ba）具有多种特殊的现象，包括键合绝缘相和空穴掺杂的高温超导性。虽然这些现象背后的机制仍有争议，非对角电子-声子（$e$ -ph）耦合起源于轨道重叠的调制已成为一个有前途的候选人。在这里，我们采用经典的蒙特卡罗模拟研究了一个非对角$e$ -ph相互作用的半经典三轨道模型。我们证明了存在一个（双）极化子的相关性，在高温下，在模型中持续存在，并为空穴掺杂远离bond-preparationated绝缘相。使用各种本地量和晶格自由度之间的时空回归分析，我们还确定了加热和掺杂引起的熔融的键-pronationated绝缘体在微观水平上的相似性。我们的研究结果表明，（双）极化子物理可以是一个统一的概念，帮助我们理解富铋钙钛矿相图。
2020-12-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Stability conditions for a large anharmonic bipolaron
大极化子是一种准粒子，它由一个近似自由电子与材料的声子相互作用组成，其晶格参数远小于极化子尺度。电子-声子相互作用还导致电子之间的吸引相互作用，这可以允许两个极化子配对并形成双极化子。已有研究表明，由于强的1-电子-1-声子耦合，理论上可以形成大的双极化子，但由于所需的电子-声子相互作用的临界值太大，在实际材料中还没有看到它们。在这里，我们研究了1-电子-2-声子耦合对大双极化子问题的影响。从推广的Fröhlich哈密顿量，其中包括标准的1-电子-1-声子相互作用以及一个非谐的1-电子-2-声子相互作用，我们使用的路径积分方法找到一个半解析的上界的双极化子的能量，是有效的在所有值的Fröhlich耦合强度$α$。通过对双极化子能量与两个自由极化子能量的比较，得到了双极化子相图和双极化子稳定的条件。计算了Fröhlich耦合强度$α_{\text{crit}}$的临界值与1-电子-2-声子相互作用强度的函数关系。结果表明，大的双极化子的形成是更有可能在材料中具有显着的1-电子-2-声子相互作用，以及强的1-电子-1-声子相互作用，如钛酸锶。
2022-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con quant-ph
Nernst effect and the thermoelectric power in strongly coupled electron-phonon systems
理解高温超导性显然需要其正常状态的性质，然而铜酸盐的正常状态知之甚少。一个可能的解释是双极化子模型，其中移动的，重声子修饰的空穴（极化子）在真实空间中配对。基态由位间单重态双极化子组成，其中激发可以产生三重态双极化子和极化子带。在此基础上，导出了铜酸盐的能斯特系数和热电功率。能斯特系数显示了一个有趣的干扰项，由于三重态和单重态双极化子和极化子电流流动。即使散射率与能量无关，干涉仍然存在。
2003-04-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mobile Bipolarons in the Adiabatic Holstein-Hubbard Model in 1 and 2 dimensions
从反连续极限出发，数值研究了绝热Holstein-哈伯德模型中两电子的束缚态。这个模型涉及到一个局部的电子-声子耦合（与经典晶格）之间的竞争，这往往会形成电子对和排斥哈伯德相互作用$U \geq 0$，这往往会打破他们。在一维中，基态总是由一对单重态的定域极化子组成。当U=0时，它们位于同一位置。增加U，有一个一级跃迁，在该双极化子成为由磁相互作用约束的两个极化子的自旋单重对。钉扎模式的双极化子软化在附近的这个过渡导致更高的流动性的双极化子，这是测试数值。在2D中，对于任何$U$，电子-声子耦合需要足够大，以便形成小极化子或双极化子而不是扩展电子。我们计算了双极化子的相图，其中包含一级跃迁线和一个三相点。一对极化子可以形成三种类型的双极化子：a）在小$U$的单个位点上，b）在1D中较大$U$的两个最近邻位点上的自旋单重态和c）作为共享中心位点的四个2-位点单重态的共振组合获得的新中间态，称为四重单重态。二维双极化子的呼吸和钉扎内模通常仅弱软化，因此，它们实际上是不可移动的。相反，在涉及四重态的三相点附近，两种模式都表现出显着的软化。然而，它不足以允许经典的可动双极化子的存在（至少在那个模型中）。
2000-04-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Resonating bipolarons
耦合到局部晶格变形的电子最终在自陷局域分子状态，涉及到它们的结合成双极化子时，耦合是强于一定的临界值。在这个值以下，它们基本上是作为巡回电子存在的。我们认为，这两个区域之间的突变可以用类似于二原子碰撞过程中的费什巴赫共振的共振配对来描述。由于固有的本地性质的巡回电子和本地化的双极化子对的交换，我们证明了这样的共振发生在一个有限大小的集群由金属原子周围的极化配体中心。
2006-06-12 cond-mat.supr-con
Superlight small bipolarons from realistic long-range Coulomb and Fröhlich interactions
我们报告的分析和数值计算结果的两个粒子状态的极化t-Jp模型最近得出现实的库仑和电子-声子（Frohlich）在掺杂极性绝缘体的相互作用。本征态和本征值计算两种不同的几何形状。我们的结果表明，该体系的基态是由两个极化子组成的双极化子单态。双极化子尺寸随着极化子跳跃积分t与交换相互作用Jp的比率的增加而增加，但与系统尺寸相比在整个范围0<t/Jp<1内保持较小。此外，该模型表现出相变到超导态的临界温度远远超过100 K。在t/Jp<1的范围内，在态密度、比热和磁化率远高于Tc时存在明显的电荷和自旋能隙开口。
2012-02-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bloch waves of small high-Tc bipolarons
在过去的十年里，人们提出了几个相互竞争的高温超导模型，其中大多数都涉及短程相互作用。我们回顾了一个更现实的模型与强的现场排斥相关，库仑和强有限程电子-声子相互作用。模型中的双极化子在温度低于特征声子频率的一半时存在于巡游布洛赫态。根据站点间的库仑排斥和极化子的水平移动的比例的模型的基态是极化费米（或Luttinger）液体，双极化高Tc超导体，或电荷隔离绝缘体的强，中，弱库仑排斥，分别。两个特殊的晶格进行了详细分析：一个链与有限范围的电子-声子相互作用和锯齿形阶梯。梯形中的载流子是超轻移动的位间双极化子。它们相干地传播，而不发射或吸收质量与单个极化子相同的声子。该模型描述了铜酸盐的主要特征，特别是它们的Tc值，不同的同位素效应，正常状态的赝隙，以及在隧道效应和光电发射中测量的光谱函数。
2002-10-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Polarons in Complex Oxides and Molecular Nanowires
人们越来越认识到，复杂氧化物和单个分子的输运性质受极化子物理的支配。在超导氧化物中，长程Froehlich和短程Jahn-Teller电子-声子相互作用将载流子束缚成实空间对--小的双极化子，质量低得惊人，但有足够的结合能，而长程库仑排斥使双极化子保持分离，防止它们聚集。双极化子理论数值解释高Tc值没有任何拟合参数，并描述了其他关键功能的铜酸盐。同样的方法为分子纳米线和量子点（MQD）的传输理论提供了一个新的切入点。吸引的极化子-极化子关联导致MQD的电流-电压特性中的“开关”现象。具有强电子-振子耦合的简并MQD具有两个稳定的电流态（易失性存储器），这在分子电子学中可能是有用的。
2003-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Large (bi)polarons for novel energy conversion and superconductivity
含有高密度异常可置换离子的材料（例如钙钛矿）具有非常大的静态与高频介电常数之比，> 2。大的极化子在这样的材料中形成，因为它们的电子载流子通过置换周围的离子而自捕获。大极化子是质量非常大、移动缓慢的准粒子，它们被周围的声子散射得非常弱。大极化子迁移率，例如在300 K下为1 cm 2/V-sec，远小于常规电子载流子可能的最小值。有效质量为m的巡游载流子的最小迁移率eh/mkT出现在其平均自由程下降到其德布罗意波长时，例如，对于等于自由电子质量的m，室温下为300 cm 2/V-sec。不同的是，大极化子频率依赖电导率由两个贡献，分离的温度降低。大极化子类德鲁德贡献被归入频率低于那些特征声子。大极化子自陷电子载流子激发的贡献高于特征声子的贡献。不对称带电的大极化子在短距离内相互排斥。由此产生的抑制复合促进了异常高效的太阳能电池。相同电荷的大极化子在短距离内相互吸引，使它们能够在实空间配对成单重态双极化子。大的双极化子之间的额外吸引力促进它们凝结成可以表现出超导性的液体。
2020-08-24 cond-mat.supr-con
Small Bipolarons in the 2-dimensional Holstein-Hubbard Model. II Quantum Bipolarons
我们研究了Holstein-哈伯德模型中双极化子的有效质量，并从本质上讨论了在绝热极限附近得到轻双极化子和强束缚双极化子的可能性。提出了几种研究极化子和双极化子量子迁移率的方法。结果表明，除了在相图的三相点附近，双极化子的质量一般都很大，在那里，双极化子在绝热极限下有几种简并组态（单格点（S 0）、双格点（S1）和四重态（QS）），而极化子则轻得多.这种简并性显著降低了双极化子的质量。相图中的三相点被晶格量子涨落消除，从而抑制了光双极化子。我们表明，一些模型的变化，例如声子色散可能会增加对量子晶格波动的（QS）双极化子的稳定性。相图的三相点对于量子晶格波动可能是稳定的，并且可能发生非常急剧的质量减少，导致对于现实参数为100裸电子质量的数量级的双极化子质量。因此，当它们的相互作用不是太大，也就是说，它们的密度足够小时，这种非常轻的双极化子可以在相对较高的温度下凝聚成超导态。这种效应可能是相关的理解掺杂铜酸盐的高Tc超导性的起源足够远的半填充。
2000-04-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dynamic d-symmetry Bose condensate of a planar-large-bipolaron-liquid in cuprate superconductors
如果周围介质的静态介电常数与高频介电常数之比特别大，则可以形成平面大双极化子。一个大的双极化子在p型掺杂的La_2CuO_4被建模为两个电子被删除的面外轨道的四个氧离子由四个铜离子的CuO_2层。这些氧二价阴离子向内弛豫，因为它们向周围向外弛豫的铜阳离子提供电子。这种电荷转移产生了强的面内电子-晶格相互作用，这是稳定大双极化子分解成极化子所需的。大双极化子的最低能量径向面内光学振动具有d-对称性。响应于多个大双极化子原子振动的电子弛豫降低了它们的频率，从而在它们之间产生声子介导的吸引力，这促进了它们凝结成液体。这种液体具有独特的传输和光学特性。大双极化子液体的超导电性可以通过玻色凝聚产生宏观占据基态来实现。大双极化子核心氧离子与其电子电荷的同步振动产生这种玻色凝聚动态全局d-对称性。
2017-05-29 cond-mat.supr-con
A comprehensive study of bond bipolaron superconductivity in triangular lattice
本文通过图解蒙特卡洛方法研究三角晶格中键双极化子的形成，发现适度的格点排斥可稳定轻质紧凑双极化子，提高超流转变温度，且三角晶格因高配位数和键中心耦合优于正方晶格，为高温双极化子超导提供新平台。
2025-07-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pairing mechanism of high-temperature superconductivity: Experimental constraints
铜氧化物高温超导理论的发展是物理学中的突出问题之一。这是一个二十多年来击败理论物理学家的挑战。试图理解这个问题是阻碍了一些机制之间的微妙的相互作用，并在这些系统中存在几个几乎退化和竞争的阶段。在这里，我们提出了一些关键的实验，放置在高温超导的配对机制的基本约束。在铜酸盐中观察到的非常规氧同位素效应清楚地表明了强的电子-声子相互作用和极化子和/或双极化子的存在。角分辨光电子能谱和隧穿谱为多声子模的强耦合提供了直接证据。相比之下，这些光谱不显示预期的磁共振模式的强耦合功能。角分辨光电子能谱和氧同位素效应对未掺杂母体化合物的反铁磁交换能J的影响一致表明，极化子结合能约为2 eV，比J = 0.14 eV大一个数量级以上.空穴掺杂铜氧化物的正常态自旋极化率数据表明，在欠掺杂区，位间双极化子是主要的载流子，而在过掺杂区，类费米液体极化子是主要的.所有检验能隙对称性或序参量对称性的实验都一致地表明，类费米液体组分的本征能隙（配对）对称性是各向异性s波，双极化子的玻色-爱因斯坦凝聚的序参量对称性是d波。
2011-01-13 cond-mat.supr-con
Bipolarons from long range interactions: Singlet and triplet pairs in the screened Hubbard-Froehlich model on the chain
我们提出了一个连续时间量子蒙特卡罗算法的屏蔽Hubbard-Froehlich双极化子的细节。在考虑库仑排斥的情况下，模拟了具有任意相互作用范围的一维双极化子，在参数空间的综合考察下，计算了双极化子的有效质量、结合能、声子总数、质量同位素指数和双极化子半径.我们讨论的范围内的电子-声子相互作用的作用，展示了从Holstein到Froehlich双极化子的演变，我们比较了单重态和三重态配对的双极化子的性质。最后，我们提出了模拟的双极化子色散。的Froehlich双极化子的带宽被发现是广泛的，和带宽的减少，因为两个极化子绑定成一个双极化子被发现是远远不如在荷斯坦相互作用的情况下迅速。从远程电子-声子相互作用形成的双极化子的性质，如光强约束双极化子和位点间配对时，库仑排斥是大的，被发现是强大的，对屏蔽，与荷尔斯泰因和筛选Froehlich双极化子之间的定性差异，发现即使在一个单一的晶格站点内筛选的相互作用。
2009-04-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of screening of the electron-phonon interaction on the temperature of Bose-Einstein condensation of intersite bipolarons
本文在推广的Holstein-哈伯德模型的框架内，考虑了在足够强的电子-声子相互作用极限下的相互作用电子-声子系统，其中（双）极化子是系统的基本准粒子。假定电子-声子相互作用是屏蔽的，其势具有Yukawa型解析形式。首次研究了电子-声子相互作用屏蔽对格点间双极化子玻色-爱因斯坦凝聚温度的影响。结果表明，屏蔽电子-声子相互作用越强，格点间双极化子的玻色-爱因斯坦凝聚温度越高。
2013-08-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity, Charge-Density-Waves, and Bipolarons in the Holstein model
电子-声子（e-ph）相互作用在凝聚态物理中一直是人们关注的焦点，并且在实现超导体、电荷密度波（CDW）和极化子等方面起着至关重要的作用。我们研究了二维Holstein模型的e-ph耦合使用行列式量子蒙特卡罗在很宽的范围内的相图作为温度，电子密度，无量纲e-ph耦合强度的函数，和绝热比的声子频率的费米能量。我们描述的行为的CDW关联，超导和CDW订单和极化子形成之间的竞争，超导电性的最佳条件，从弱耦合制度的过渡到强耦合制度。在中等电子-ph耦合强度和中等电子密度下，超导电性最佳，超导关联随声子频率单调增加。在Holstein模型中，超导性的全局最大值出现在大声子频率处，这是一个有吸引力的哈伯德模型有效描述物理学的极限。
2021-07-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Free energy of a two-liquid system of charge carriers in strongly coupled electron and phonon fields and common nature of three phases in hole-doped cuprates
本研究通过变分法计算强耦合电子-声子场中载流子双液系统的自由能，揭示了空穴掺杂cuprates中pseudogap、CDW和超导相的共同本质，并探讨了提高超流转变温度的途径。
2024-01-09 cond-mat.supr-con
Bond Bipolarons: Sign-free Monte Carlo Approach
源自声子位移调制跳跃的极化子具有相对轻的质量，因此，作为高温超导性的双极化子机制的候选者具有重要的当前兴趣[Phys.Rev.Lett. { \bf 121}，247001（2018）]。我们观察到，键模型，当占主导地位的耦合来自晶格键上的原子振动，可以解决有效的无符号的Monte Carlo方法的基础上的粒子部门的路径积分公式结合（实空间）图形或Fock路径积分表示的声子部门。我们介绍了相应的算法，并提供说明性的结果，在二维双极化子。结果表明，在该模型的多参数空间中，通向高温超导性的路径（如果有的话）位于大尺寸的中等轻双极化子的Scylla和大质量的紧凑双极化子的Charybdis之间.因此，原位排斥作用有助于实现$s$波超导性，这与现有的预期形成了鲜明的对比。
2021-08-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Cooper-Paired Bipolaronic Superconductors
本研究采用张量网络方法研究Su-Schrieffer-Heeger模型中的双极化子系统，发现传统双极化子分子束缚态凝聚图像需修正，提出关联驱动的空间分离极化子对碎片化凝聚新机制，为高温超导研究提供新视角。
2023-08-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Light Bipolarons Stabilized by Peierls Electron-Phonon Coupling
人们普遍认为，声子介导的高温超导在环境压力下是不可能的，因为在强电子-声子耦合下极化子/双极化子的有效质量非常大。在这里，我们挑战这一信念表明，强约束，但非常轻的双极化子出现强Peierls/苏-Schrieffer-Heeger相互作用。这些双极化子还表现出许多其他非常规的性质，例如在强耦合下，存在两个低能量的双极化子带，它们对强的现场哈伯德排斥是稳定的。利用数值模拟和分析论证，我们表明，这些性质的结果从特定形式的声子介导的相互作用，这是“对跳跃”，而不是定期的密度-密度类型。这种不寻常的有效相互作用必然会对有限载流子浓度下的超导态产生重要影响，并且应该有利于大的临界温度。
2019-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Breakdown of the Wiedemann-Franz law in strongly-coupled electron-phonon system, application to the cuprates
考虑到超导铜氧化物，一组么正变换被用来解耦强耦合极限下的电子和声子。当声子几乎保持未重整化时，电子被转变成iterent单重态和三重态双极化子和热激发极化子。三重态/单重态交换能和双极化子的结合能被认为分别解释了铜酸盐中的自旋和电荷赝能隙。我们计算了系统的Hall Lorenz数，表明由于极化子和双极化子对热流的贡献的干扰，Wiedemann-Franz定律被打破。该模型提供了一个定量的铜酸盐的磁输运数据。此外，我们能够提取声子成分的热导率与使用的实验数据和模型。我们的结果进一步验证了使用带电玻色气体模型来描述非常规超导体的正常和超导性质。
2003-01-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superlight bipolarons and a checkerboard d-wave condensate in cuprates
大约在半个世纪前，巴伯、库珀和施里弗的开创性工作被埃利阿什伯格进一步发展到中间耦合，解决了传统超导体的问题。Froehlich和Jahn-Teller的电子-声子相互作用被认为是所有新型超导体的基本物理学。BCS理论提供了对其中一些如硼化镁和掺杂富勒烯（如果考虑极化子形成）的定性正确描述。然而，铜酸盐仍然是一个问题。在这里，我表明，双极化子扩展的BCS理论的强耦合制度可能是一个解决方案。在这一领域的低能物理学是小的“超轻”双极化子，它是由声子装扮的真实空间移动玻色子对。在双极化子理论的框架下解释了序参量的对称性和空间调制。双极化子的d波玻色-爱因斯坦凝聚体表现为空穴密度和低于Tc的能隙的棋盘调制。
2003-06-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Small Bipolarons in the 2-dimensional Holstein-Hubbard Model. I The Adiabatic Limit
用数值和解析方法研究了正方晶格上绝热二维Holstein-哈伯德模型中两电子的空间局域束缚态。倾向于形成双极化子的电子-声子耦合g和倾向于破坏它们的排斥哈伯德相互作用$\upsilon \geq 0$之间的相互作用产生了许多不同的基态。在$g,\upsilon$相图中存在由一级转变线界定的四个区域。除了在弱电子-声子耦合（小g）处电子保持自由的区域外，电子形成双极化子，其可以1）大部分位于单个位置（小$\upsilon$，大g）; 2）是位于磁单重态两个相邻位置上的各向异性极化子对（大$\upsilon$，大g）;或3）是“四单线态”，其是具有共同中心位点的4个电子单线态的叠加。这种四重态双极化子在其他三个相之间的小中心区域中是最稳定的。计算了这些双极化子的钉扎模式和Peierls-Nabarro势垒，发现在四重态双极化子的稳定区域中，势垒被强烈地压低。
2000-04-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High temperature superconductivity and charge segregation in a model with strong long-range electron-phonon and Coulomb interactions
提出了一种研究复杂晶格中强长程电子-声子相互作用和库仑相互作用的解析方法。该方法适用于钙钛矿层与各向异性耦合的孔顶端原子的振动。根据极化子位移Ep和位间库仑排斥Vc的相对强度，系统要么是极化子费米液体，Vc > 1.23 Ep，要么是双极化子超导体，1.16 Ep < Vc < 1.23 Ep，要么是电荷分离绝缘体，Vc < 1.16 Ep。在超导窗口中，载流子是具有非常低的有效质量的移动双极化子。该模型描述了欠掺杂超导铜氧化物的关键特征。
2001-11-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A comparative study of the superconductivity in the Holstein and optical Su-Schrieffer-Heeger models
本研究用行列式量子蒙特卡洛方法比较二维Holstein与光学SSH模型的超导电性，发现SSH相互作用在更大耦合范围支持轻双极化子超导，弱耦合下两者配对相当，Hubbard排斥会抑制SSH配对，为双极化子超导研究提供参考。
2023-07-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
d-Wave bipolaronic stripes and two energy scales in cuprates
在正常态下极化子的配对、两种不同的能级、d波超导序参量以及几种铜氧化物中条纹状的电荷分离等现象都有强有力的实验证据，所有这些现象都可以统一到双极化子理论的框架中，作为正常态下可动双极化子的形成及其玻色-爱因斯坦凝聚的结果。将BCS理论推广到中间强耦合区，我们发现在这个区中存在两个能级，一个与温度无关的非相干带隙和一个与温度相关的相干带隙，它们结合成一个与温度相关的全局带隙。定量地描述了铜氧化物中能隙和单粒子（Giver）隧穿谱的温度依赖性。一个框架的理解两个不同的能量尺度观察Giver隧道和Andreev反射实验。我们认为d波超导序参量和条纹电荷分布都是由双极化子（质心）能带色散引起的，而不是由任何特定的相互作用引起的。
2000-10-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity of bipolarons from quadratic electron-phonon interaction
研究二次电子–声子相互作用下双极化子的形成与超导性，通过含Hubbard及长程Coulomb排斥的数值精确解，揭示声子频率显著提高时$T_c/\Omega$可远超线性EPI预期。
2025-01-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase separation of electrons strongly coupled with phonons in cuprates and manganites
最新的先进蒙特卡罗模拟没有发现具有电子-电子排斥关联的哈伯德模型中的超导性和相分离。我们认为，微观相分离的铜酸盐超导体和巨磁阻（CMR）锰氧化物起源于一个强大的电子-声子相互作用（EPI）结合不可避免的混乱。吸引电子的相关性，由几乎未延迟的EPI引起，足以克服这些电荷转移Mott-Hubbard绝缘体中的直接的位点间库仑排斥，因此低能物理是小极化子和小双极化子（声子修饰的实空间电子（空穴）对）。他们形成集群本地化的无序流动性边缘以下，但传播的流动性边缘以上的布洛赫状态。我确定的Froehlich有限范围EPI与光学声子作为最重要的配对和相分离的超导层状铜酸盐。在顺磁相（电流载流子密度崩塌（CCDC））中，氧空穴配对成重双极化子也解释了掺杂锰氧化物的CMR，这是由于双极化子在铁磁相中的磁分裂。在这里，我简要地提出了一个解释的高，低电阻相共存附近的铁磁转变的极化铁磁和双极化顺磁域由于掺杂锰氧化物中不可避免的混乱的混合物。
2008-10-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mobile small bipolarons on a three-dimensional cubic lattice
我们使用数值精确的量子蒙特卡罗（QMC）计算三维双极化子的相互作用强度的微扰理论失败的性质。对于中间电子-声子耦合和Hubbard U，我们发现双极化子可以既小又轻，这是双极化子超导电性的先决条件。我们使用QMC的结果作出估计的转变温度，峰值在90-120 K之间，并被证明是不敏感的库仑排斥和杂质。
2012-06-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Singlet and triplet bipolarons on the triangular lattice
我们研究三角形晶格上的库仑-Fröhlich模型，特别是在角动量的状态。我们研究了一个简化的螃蟹双极化子模型的角动量投影到低能子空间的库仑-Fröhlich模型与大的声子频率。这样的投影与大的长程电子-声子耦合和大的排斥哈伯德$U$是一致的。在单重态和三重态的能带结构之间发现了显著的差异：三重态（具有平坦的能带）被发现比单重态（具有与极化子相似的质量）重得多。我们测试是否较重的三重态坚持较低的电子-声子耦合使用连续时间量子蒙特卡罗（QMC）模拟。三重态既重又大，表明较重的质量是由于运动的量子干涉效应。我们还发现，延迟效应减少了单重态和三重态之间的差异，因为它们重新引入二阶项的跳跃到反有效质量。
2009-01-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Distribution function of charge carriers in electron-phonon systems with spontaneously broken translational symmetry and 'vertical dispersion' in ARPES spectra of cuprates
我们发现，自发破缺的平移对称性（SBTS）的强相互作用的电子和声子领域承认在轻掺杂铜酸盐解释宽带在其ARPES和光导光谱的影响，载流子分布函数的载流子动量不再是一定的。我们开发了合适的分布，并使用它来计算不同状态下的载流子浓度在本质上掺杂系统与SBTS。这使得研究掺杂和温度演变的ARPES光谱的这种系统。我们发现，在增加温度或掺杂极化子承认占主导地位的双极化子，导致在移动的宽带最大值更高的结合能，因为它发生在ARPES光谱的铜酸盐。在进一步掺杂离域载流子出现，并与双极化子共存。我们发现，系统的密切性质与SBTS是分割的动量空间之间的自定域和离域载流子的泡利不相容规则。我们表明，在ARPES光谱这种分区表现为“垂直分散”或瀑布普遍观察到的所有铜酸盐在基本掺杂和未掺杂的母体化合物。因此，研究电子-声子相互作用破坏平移对称性的系统中的载流子分布，同时导致在显著掺杂和未掺杂的铜酸盐中观察到两种类型的瀑布。本文还介绍了用相干态计算双极化子光解离引起的ARPES谱带和双极化子结合能和半径的方法。
2014-05-03 cond-mat.supr-con
Polarons in condensed matter
极化子是复合准粒子，包括电子载流子以及它们在周围凝聚态物质中引起的变化。当电子载流子成为自陷时，强耦合极化子形成：束缚在载流子存在所稳定的势阱内。不同的是，激发这些结合载流子产生宽吸收带。强耦合极化子速度慢且质量大，因为移动它们需要原子运动。它们的输运性质不同于传统的电子载流子。大（强耦合）极化子相干移动，迁移率随温度升高而下降。这些质量巨大的准粒子被声子的散射非常微弱，产生的室温迁移率比传统电子载流子所允许的要低得多。此外，与大极化子弱散射相关联的长散射时间将其主要ac（Drude）输运降级到声子频率以下。小的（强耦合）极化子以甚至更低的热辅助迁移率非相干地移动。引人注目的是，磁场经常使小极化子以与传统载流子相反的方向偏转，从而产生符号错误的霍尔效应。在特殊情况下，载流子成对自陷，从而形成大小双极化子。一些输运特征将它们与极化子区分开来。载流子诱导的原子位移模式之间的干涉产生带相同电荷的极化子之间的吸引相互作用和带相反电荷的极化子之间的短程排斥相互作用。
2022-05-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum Monte Carlo Simulation of Bipolaron Superconductivity in Extended Hubbard--Holstein models on Face-Centered-Cubic and Body-Centered-Cubic Lattices
The Open University（开放大学）；Oregon State University（俄勒冈州立大学）
本文通过量子蒙特卡洛模拟研究了在面心立方和体心立方晶格中，电子-声子相互作用驱动的双极子超导性，发现扩展相互作用下存在轻配对区域。
2025-12-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum Monte Carlo study of lattice polarons in the two-dimensional multi-orbital Su-Schrieffer-Heeger model
本文利用行列式量子蒙特卡罗方法研究了二维Lieb晶格上的三轨道Su-Schrieffer-Heeger模型在负电荷转移机制下的运动.在半填充（1个孔/晶胞），我们观察到一个双极化子绝缘相，其中配体氧原子崩溃和膨胀的交替阳离子原子，以产生一个键的分离状态。这一阶段是稳健的，对中度空穴掺杂，但最终被抑制在大的空穴浓度，导致金属极化子液体状的状态与波动补丁的局部扭曲。我们的研究结果表明，极化子是高度无序的金属状态和冻结成一个周期性阵列跨越金属到绝缘体的转变。我们还发现了一个$s$波超导状态在有限的掺杂，主要出现在氧亚晶格。我们的方法提供了一种有效的，非微扰的方式来处理键声子在更高的维度和我们的研究结果有影响的许多材料，其中耦合键声子是占主导地位的相互作用。
2019-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Beyond the Fröhlich Hamiltonian: Path integral treatment of large polarons in anharmonic solids
典型固体中电子的性质通过与晶体离子的相互作用而改变，导致准粒子：极化子的形成。这样的极化子通常使用Fröhlich哈密顿量来描述，该哈密顿量假设基本的晶格声子是谐波。然而，这种近似在几种有趣的材料中是无效的，包括最近发现的在$200$ K以上温度下超导的高压超导体。在本文中，我们表明，Fröhlich理论可以扩展到消除这个问题。我们推导出四个额外的条款在Fröhlich哈密顿占非谐性三阶。利用微扰理论和费曼路径积分方法计算了新极化子的能量和有效质量。结果表明，非简谐项会导致电子的额外俘获，所导出的哈密顿量由于其简单性和模型参数少而非常适合于解析计算。由于它是Fröhlich哈密顿量的直接推广，它可以很容易地用来研究非谐性对其他极化子性质的影响，如光学电导率和双极化子的形成。
2021-05-11 cond-mat.supr-con quant-ph
Kinetic energy driven superconductivity and pseugogap phase in weakly doped antiferromagnets
我们导出了弱掺杂反铁磁体中自旋极化子形成的有效哈密顿量，并证明了系统在有限掺杂时变为超导。我们认为，产生超导电性的驱动机制是通过形成可移动的反铁磁自旋双极化子来降低动能。如果反铁磁关联长度大于形成极化子的半径，那么空穴之间的吸引源就定义为有效的。尽管在具有长程序的未掺杂系统中，吸引力最强，但当掺杂参数减小时，超导序参量消失，这应归因于自旋极化子带空化，接近莫特绝缘体相。由于假设的费米子低密度气体的正常相位对束缚空穴对的形成是不稳定的，因此低能激发的强度被抑制，并且在欠掺杂区域中形成赝能隙。
2002-09-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Holstein polaron in a valley-degenerate two-dimensional semiconductor
二维（2D）晶体已经成为具有可调载流子密度的一类材料。二维半导体的载流子掺杂可以用来调节多体相互作用和探索新的复合粒子。Holstein极化子是一种携带自诱导晶格变形云（或声子）的电子的小复合粒子，已被提出在高温超导性和器件中的载流子迁移率中发挥关键作用。在这里，我们报告的Holstein极化子在表面掺杂的层状半导体，MoS 2，最近发现了一个令人费解的二维超导圆顶与临界温度为12 K的发现。使用高分辨率的带映射的载流子，我们发现了强烈的带重正化集体确定为一个迄今为止未观察到的光谱函数的荷斯坦极化子。电子-声子（e-ph）耦合在MoS 2中的意外的短程性质可以通过其谷简并性来解释，该谷简并性使得能够通过声学声子介导的强烈谷间耦合。耦合强度被发现逐渐增加沿超导圆顶的中间制度，这表明在二维超导双极化配对。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bipolaronic High-Temperature Superconductivity from Phonon-Modulated Hopping: A Perspective
Yale University（耶鲁大学）
本文探讨通过声子调制跃迁实现双极子高温超导性，突破传统限制，展示双极子在不同耦合条件下形成的超导特性及材料应用。
2026-05-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Polaron Effects on Superexchange Interaction: Isotope Shifts of $T_N$, $T_C$, and $T^*$ in Layered Copper Oxides
得到了磁性离子与中间阴离子的超交换耦合的一个简洁表达式，并考虑了磁性离子和中间阴离子的极化子效应。该表达式用于分析层状铜氧化物中三种温度下同位素位移行为的主要特征：尼尔温度（$T_N$）、向超导态转变的临界温度（$T_C$）和正常态赝能隙的特征温度（$T^*$）。
2002-05-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong-Coupling Theory of High Temperature Superconductivity
铜酸盐的高温超导性是对传统理论的挑战。在这里，我回顾了多极子方法的基础上，我们的BCS理论的强耦合制度的扩展问题。由于几乎没有延迟（即没有托尔马切夫-莫雷尔-安德森对数）减少库仑排斥，e-ph相互作用应该相对较强，以克服直接的库仑排斥，所以载流子必须是极化的，以在新型超导体中形成对。我确定的Froehlich电子-声子相互作用的超导铜酸盐的配对是最重要的，并讨论了“Froehlich库仑”模型的高温超导，低能量结构，和铜酸盐的相图。“个人”与库珀配对，正常状态的属性，特别是在面内电阻率，的霍尔效应，磁化率，洛伦兹数，能斯特效应，抗磁性，自旋和电荷赝隙，和c轴运输也进行了讨论。我提出了一个参数的Tc，同位素效应的解释，比热异常，上临界场，对称性和空间调制的序参量的评价。最后，我介绍了一个模型的过掺杂铜氧化物的移动双极化子和简并晶格极化子的混合物。
2005-12-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
