Superconductivity near a quantum-critical point: The special role of the first Matsubara frequency
在金属的量子临界点附近,由软集体玻色子介导的强费米子-费米子相互作用引起非相干的非费米液体行为。它也经常引起超导性,这掩盖了非费米液体的行为。我们分析了低能费米子之间具有有效动力学相互作用的量子临界模型的超导性和费米子非相干性之间的相互作用。我们认为,超导性总是在量子临界点以上发展,无论费米自能有多强。我们认为,超导不应该被视为一对不相干的费米子,如以前认为的。相反,$T_c$是非零的,这是由于自能在两个最低费米子松原频率$ω_m = \pm πT$处被抑制的事实。我们得到了$T_c$的解析公式,它很好地再现了在德拜频率为零时电子-声子模型的数值结果。
2016-10-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Textured Superconductivity in the Presence of a Coexisting Order: Ce115s and Other Heavy-Fermion Compounds
在强关联电子系统中,超导性经常出现在另一个对称破缺附近。在重电子超导体中,附近最常见的有序状态是磁性,而所谓的Ce 115重电子化合物对于揭示磁性和超导性之间的新关系特别有指导意义。从这些材料的电阻和体转变到超导性的测量,我们发现,电阻转变出现在一个温度比体转变时,超导性和磁序共存,但这种温度差消失在没有长程磁序。此外,在CeRhIn 5共存的压力-温度区域中,即使四方晶系晶体结构明显保持不变,电阻转变中的新的各向异性也会发展,这意味着一种织构化的超导性。我们认为,这种纹理可能是一个通用的响应共存秩序在这些和其他重费米子超导体。
2012-08-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of Superconductivity in Heavy-Fermion Compounds of Ce2CoIn8
用助熔剂法成功地生长了Ce_2CoIn_8单晶。比热和电阻率的测量结果表明,Ce 2CoIn 8在0.4K以下是重费米子超导体,其电子比热系数γ高达500 mJ/K^2 mol-Ce。
2002-11-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multiple quantum phase transitions and superconductivity in Ce-based heavy fermions
重费米子是强关联电子系统的原型。非常规超导性的出现与各种自由度相关的电子不稳定性非常接近,这表明超导性与其他电子状态之间存在复杂的关系,这是独特的,但也与高温超导性有一些共同的特征。重费米子化合物中的磁序可以通过将外部参数调节到量子临界点来连续抑制,而量子临界性在决定重费米子系统性质中的作用是一个重要的未解决的问题。本文综述了近年来Ce基重费米子超导体的研究进展,重点介绍了在磁不稳定和电荷不稳定的边缘出现的超导电性,以及通过调节压力、磁场和掺杂等参数而发生的量子相变。我们讨论了多个量子临界点发生的系统,以及它们是否可以被分类在一个统一的方式,特别是在费米表面拓扑结构的演变。
2016-07-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetism and unconventional superconductivity in Ce$_n$M$_m$In$_{3n+2m}$ heavy-fermion crystals
本文综述了层状重费米子化合物Ce $_n$ M $_m$ In $_{3n+2m}$(M=Co,Rh,Ir)的磁性、超导性和非费米液体性质。这些性质表明d波超导性和接近反铁磁量子临界点。
2002-09-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
In heavy fermion systems, higher-rank multipole operators are active thanks to the strong spin-orbit interaction (SOI), and the role of diverse multipole fluctuations on the pairing mechanism attracts a lot of attention. Here, we study a mechanism of superconductivity in heavy fermion systems, by focusing on the impact of vertex corrections (VCs) for the pairing interaction going beyond the Migdal approximation. In heavy fermion systems, strong interference between multipole fluctuations cause significant VCs, that represent many-body effects beyond mean-field-type approximations. Especially, …
2018-10-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Simple Solvable Model for Heavy Fermion Superconductivity from the Two-Fluid Normal State
本研究提出一种动量空间可解Kondo-BCS模型,揭示Kondo相互作用调控下重费米子超导的渡越行为及双流体正常态下两类Cooper对的形成机制。
2023-09-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Heavy fermion superconductivity in the filled skutterudite compound PrOs$_4$Sb$_{12}$
填充方钴矿化合物\PrOsSb{}已被发现表现出超导性,其临界温度$T_\mathrm{c} = 1.85$ K从具有有效质量$m^{*} \approx 50 m_\mathrm{e}$的重费米液体中发展出来。本文简要回顾了\PrOsSb{}中的重费米子态、超导态以及与磁序或四极序相关的高场低温相的实验现状。
2003-03-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Emergence of Superconductivity in Heavy Electron Materials
虽然在重电子材料中负责非常规超导性的吸引性准粒子相互作用的配对胶已经被确定为由于它们接近磁量子临界点而产生的自旋波动,但是没有模型来描述它们在Tc处的超导转变,这与Barthel,Cooper,和Schrieffer(BCS)用于声子提供配对粘合剂的常规超导体。在这里,我们提出了一个唯象BCS的表达式Tc的重电子材料,这是基于不寻常的性质的重电子正常状态,超导性出现,和一个简单的模型的有效范围和强度的自旋涨落引起的准粒子相互作用。我们表明,它提供了一个物理解释和第一个定量的理解的压力引起的变化Tc的“氢原子“的非常规超导,CeCoIn 5和CeRhIn 5,并预测标度行为和圆顶状结构的Tc在所有重电子量子临界超导体。
2014-10-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Direct Evidence for a Magnetic f-electron Mediated Cooper Pairing Mechanism of Heavy Fermion Superconductivity in CeCoIn5
确定重费米子库珀配对的微观机制是量子物质研究中尚未解决的难题,也可能与高温超导配对机制的寻找密切相关。磁介导的库珀配对长期以来一直是重费米子超导性的基础,但这一假设没有得到直接的验证。在这里,我们使用一种新的方法,基于精确测量的重费米子能带结构,使用准粒子干涉(QPI)成像,定量揭示的动量空间(k-空间)结构的f-电子磁相互作用的CeCoIn 5。然后,通过求解两个重费米子带$E_k^{α,β}$上的超导能隙方程,以这些磁相互作用作为Cooper对的介体,我们得到了一系列关于超导态的定量预言。这些不同的预测和超导CeCoIn 5的测量特性之间的协议,然后提供了直接的证据,重费米子库珀配对确实是介导的f-电子磁性。
2014-05-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Motivated by a scarcity of simple and analytically tractable models of superconductivity from strong repulsive interactions, we introduce a simple tight-binding lattice model of fermions with repulsive interactions that exhibits unconventional superconductivity (beyond BCS theory). The model resembles an idealized conductor-dielectric-conductor trilayer. The Cooper pair consists of electrons on opposite sides of the dielectric, which mediates the attraction. In the strong coupling limit, we use degenerate perturbation theory to show that the model reduces to a superconducting hard-core Bose-Hu…
2019-02-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
From magnetic and Kondo-compensated states to unconventional superconductivity in heavy fermions: a unified approach
受重费米子CeRhIn $_5$中反铁磁性和超导性共存的最新实验证据的启发,我们提出了一种基于Anderson-Kondo晶格模型中实空间配对思想的全微观方法.我们提出了一个整体的相图纳入量子临界点的出现,近藤绝缘(KI),反铁磁(AF)和超导(SC)相满足。我们还得到了近藤绝缘态的完全补偿磁矩作为母态的新兴SC相。此外,共存的(AF+SC)相可能还包含一个非平凡的自旋-三重态能隙组件内的基本自旋单重态配对机制
2012-09-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
We use the spin-fermion model to describe the CuO$_2$ planes of the high-Tc superconductors. Using a large wavelength approach, we show that the ferromagnetic component of the Cu spin fluctuations couple to the oxygen holes producing a pairing interaction that leads to a superconducting gap whose symmetry is determined by the anisotropy of the Kondo interaction. We calculate Tc as a function of the hole concentration in a mean-field approximation and our numerical results are in good agreement with the experiments.
2020-10-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Heavy fermion superconductivity and magnetic order in non-centrosymmetric $CePt_3Si$
$\rm CePt_3Si$是一种新型的重费米子超导体,以$\rm CePt_3B$结构结晶,作为$\rm AuCu_3$结构类型的四方扭曲低对称变体。$\rm CePt_3Si$在$T_N \approx 2.2$ K处呈现反铁磁有序,在$T_c \approx 0.75$ K处进入重费米子超导态。$H_{c2}' \approx -8.5$ T/K和$H_{c2}(0) \approx 5$ T的大值是指形成库珀对的重准粒子。目前,$\rm CePt_3Si$是第一个没有对称中心的重费米子超导体。
2003-12-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of high-T_c superconductivity based on the fermion-condensation quantum phase transition
本文将费米子凝聚量子相变理论与传统的超导理论相结合,提出了一种高温超导理论。该理论描述了超导能隙的最大值,其可以与$Δ_1\sim 0.1ε_F$一样大,其中$ε_F$是费米能级。我们证明了临界温度$2T_c\simeqΔ_1$。如果在$T_c$之上存在赝能隙,则为$2T^*\simeqΔ_1$,而$T^*$是赝能隙消失的温度。计算了在$T_c$处比热的不连续性。研究了从常规超导体到高$T_c$超导体的转变随掺杂水平的变化。单粒子激发和它们的线形也被考虑。
2001-09-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Heavy fermion superconductivity: X-boson treatment
我们用X玻色子方法研究了重费米子超导性,在$ U = \infty $极限下,扩展了周期性Anderson模型,在局域$ f $ -电子之间存在最近邻吸引相互作用,我们表明,较高的杂化参数值意味着与超导临界温度最大值相关的较低的杂化参数值$ T_{c} $,这表明能带之间的真实电荷转移倾向于使库珀配对不稳定。此外,我们表明,超导性被限制在附近的职业范围内,在费米能级$ ρ_{f} (μ) $的$ f $ -带态密度有足够高的值,虽然超导性被发现的配置,系统目前的中间价和重费米子的行为,实验观察到。最后,随着总占有率的提高和杂交参数$ V $的增加,存在绝缘体-超导体转变,这与存在无法通过从玻色子方法获得的杂交间隙有关。
2003-11-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Routes to heavy-fermion superconductivity
镧系和锕系重费米子金属的超导电性可能有不同的微观起源。其中,已经提出了基于定域4f/5 f壳的价、四极矩或自旋的波动的库珀对形成。非弹性中子散射证实了CeCu_2Si_2中自旋涨落介导的超导电性存在于自旋密度波量子临界点附近。同结构的HF化合物YbRh 2Si 2是近藤击穿量子临界点的原型,到目前为止还没有显示出任何超导性的迹象,直到大约10 mK。相比之下,Shishido等人的de-Haas-van-Alphen实验的结果(J. Phys. Soc. Jpn. 74,1103(2005))提出CeRhIn 5中的超导性接近于自旋密度波类型之外的反铁磁量子临界点,在该临界点处近藤效应失效。然而,对于相关化合物CeCoIn 5,场诱导的自旋密度波型的量子临界点外推到超导相内存在。
2012-08-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum-critical superconductivity in underdoped cuprates
我们认为,赝能隙相可能是一个属性的非BCS配对的量子临界,扩散费米子附近的反铁磁量子临界点。我们推导并求解了一组三个耦合Eliashberg型方程的自旋介导的配对,并表明,在一些$T$范围以下的配对不稳定性,有没有反馈从超导对费米子激发,费米子保持扩散,尽管配对。我们推测,在这个制度下,对间隙的波动破坏超导凝聚体,但保留在费米谱函数的前沿间隙。
2001-01-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Proximity induced superconductivity by Bi in topological $Bi_2Te_2Se$ and $Bi_2Se_3$ films: Evidence for a robust zero energy bound state possibly due to Majorana Fermions
拓扑$Bi_2Te_2Se$和$Bi_2Se_3$薄膜的点接触电导测量揭示了在2-3 K以下的超导性特征。特别是,观察到临界电流骤降和一个强大的零偏置电导峰。后者表明,在非常规拓扑超导体中存在零能量束缚态,可以将其分配给Majorana费米子。我们将这些新的观察归因于少量超导Bi夹杂物或偏析到表面的膜中的邻近诱导局部超导性,并为这些效应提供支持性证据。
2011-12-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Visualizing Nodal Heavy Fermion Superconductivity in CeCoIn5
理解强关联电子系统中超导性的起源仍然是所有物理学中未解决问题的前沿。在重f电子系统中,CeCoIn 5是最吸引人的系统之一,因为它具有相关d电子高Tc铜酸盐和磷属元素化物超导体的许多特性,包括反铁磁性和超导性之间的竞争。虽然在这种化合物中有非常规配对的证据,但缺乏超导态的高分辨率光谱测量。在此之前,我们已经使用高分辨率扫描隧道显微镜技术来可视化CeCoIn5中重费米子激发的出现,并证明这些激发的复合性质远高于Tc。在这里,我们将这些技术扩展到更低的温度,以研究超导性如何在一个强相关的复合激发带内发展。我们发现的光谱的重激发强烈修改之前的超导性的发病由费米能量附近的光谱重量的抑制,让人想起的pseudogap状态的铜酸盐。通过测量超导对各种扰动的响应,通过准粒子干涉和局域对破缺实验,我们证明了CeCoIn 5中超导对的节d波特征。
2013-07-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coexistence of Antiferromagnetism and Superconductivity near the Quantum Criticality in Heavy Fermion Compound CeRhIn$_5$
研究了重费米子化合物CeRhInPDMATHABMM在压力$P=1.75$ GPa下的反铁磁性与超导电性的相互作用。由于低于Néel温度$T_N=2.5$ K的自发内场,$^{115}$ In-NQR谱出现明显分裂,证明了磁序的开始。同时,散装SC低于$T_c=2.0$ K的迈斯纳抗磁性信号的大小是相同的,在专门的超导相的观察证明。这些结果表明,在微观水平上,AFM与SC均匀共存。
2002-11-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Time-Reversal Symmetry-Breaking Superconductivity in Heavy Fermion PrOs4Sb12 detected by Muon Spin Relaxation
我们报道了4f^2基重费米子超导体填充方钴矿PrOs4Sb12的μ子自旋弛豫测量。结果揭示了静态内部磁场的超导转变温度以下的自发出现,超导状态的时间反演对称性的破坏提供了明确的证据。讨论了库珀对的自旋分量和轨道分量中哪一个动量不为零。
2003-08-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Curie law, entropy excess, and superconductivity in heavy fermion metals and other strongly interacting Fermi liquids
研究了费米液体与费米凝聚体强相互作用的低温热力学性质。我们证明了这些系统的自旋磁化率表现出居里-外斯定律,和熵包含一个温度无关的条款。在超导转变时释放过多的熵,从而提高比热跃变Δ C,并使其与有效居里常数成比例。理论结果与重费米子金属CeCoIn 5以及He-3薄膜的实验数据进行了比较。
2005-12-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional Superconductivity in Heavy Fermion Systems
本文综述了利用核四极共振(NQR)在压力下对$f$ -电子衍生的重费米子(HF)系统超导电性和磁性的涌现相的研究。这些研究揭示了HF体系基态中的各种现象。在这篇文章中,我们突出的磁性和非常规超导(SC)的CeCu $_2$ Si $_2$,HF反铁磁体CeRhIn $_5$,和CeIn $_3$的新相图。揭示了磁场与超导体相互作用在磁临界性方面的区别和共同特征。
2004-12-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for hidden fermion that triggers high-temperature superconductivity in cuprates
在超导体中,束缚在库珀对中的电子传导无耗散电流。库珀对的强度与临界转变温度(Tc)的值成正比。然而,在铜氧化物高温超导体中,配对机制仍然无法解释。在这里,我们揭示了为什么在铜氧化物的库珀对是如此强烈的必然工作出非常高的Tc。通过对微观铜氧化物模型和简单两组分费米子模型的数值模拟的一一对应,我们发现隐藏的费米子从强电子关联中产生,并产生强束缚的库珀对.这种机制不同于由一些玻色子胶介导的传统配对,例如传统超导体中的声子。隐藏的费米子甚至在Tc以上仍然存在,并产生奇异金属赝能隙相。这揭示了铜氧化物中赝能隙相和超导电性之间前所未有的直接关系。
2014-11-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity, antiferromagnetism and phase separation in the two-dimensional Hubbard model: A dual-fermion approach
双费米子方法提供了一种围绕动力学平均场论进行图解展开的方法。利用这种形式,反铁磁涨落对自能的影响被考虑通过梯形图的粒子-空穴通道。所得的(准)二维哈伯德模型的相图表现出反铁磁性和d波超导性。此外,均匀电荷不稳定性,即,在莫特绝缘体周围的低掺杂区域中获得相分离。我们还研究自旋/电荷密度波波动,包括d-波对称性。该模型表现出一种非常规的电荷密度波的趋势,但没有发现发散的磁化率。
2014-12-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Heavy fermion d-wave superconductivity: a X-boson approach
从考虑$ f $ -电子间最近邻吸引相互作用的周期性Anderson模型(PAM)在$ U=\infty $极限下的推广出发,我们比较了二维d波超导体的超导相图和用X玻色子方法得到的各向同性s波超导体的超导相图.
2003-11-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity and quantum criticality in heavy fermions CeIrSi$_3$ and CeRhSi$_3$
超导性和磁性在大多数合金和元素中是相互排斥的,因此在许多强关联电子系统(SCES)中,超导性出现在磁量子临界点(QCP)附近是一个引人注目的现象。在后一种情况下,超导性被认为是非常规的,并直接受到QCP的影响。然而,实验上非常规的超导性既没有建立,也没有直接联系到QCP的任何机制。在这里,我们报告测量重费米子超导体CeIrSi $_3$和CeRhSi $_3$。测量是用一个新开发的系统进行的,这是同类中的第一个,它允许在压力下对超导能隙结构进行高分辨率的研究。CeIrSi $_3$中的超导性显示出从具有线节间隙的激发谱到当压力接近但尚未达到QCP时完全有间隙的激发谱的变化。与此相反,CeRhSi $_3$不具有明显的压力调谐QCP和超导相仍然为所有可用的压力与节隙。结合这两个结果表明,非常规的行为可能与共存的反铁磁秩序。这一研究为SCES中超导和磁性的相互作用提供了新的观点。
2017-02-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Field-induced quantum critical point and nodal superconductivity in the heavy-fermion superconductor Ce2PdIn8
磁性和超导性之间的相互作用一直是非常规超导体的中心问题。虽然动态磁性可能是电子配对的来源,但静态磁性通常被认为与超导性竞争。从这个意义上说,Q相的观察,耦合自旋密度波序和超导性,在重费米子超导体CeCoIn 5是非常令人困惑的。这个Q相是否起源于新颖的Fulde-Ferrel-Larkin-Ovchinnikov态是一个争论的热点。在这里,我们报告的电阻率和热导率的研究新发现的重费米子超导体Ce 2 PdIn 8下降到50 mK。我们发现一个不寻常的场诱导量子临界点在上临界场Hc 2和非常规的节点超导Ce 2 PdIn 8。热导率k(H)/T在Hc 2附近的跳跃表明在低温下存在一级相变。这些结果模拟了CeCoIn 5中Q相的特征,这意味着Ce 2 PdIn 8是另一种有希望研究奇异Q相和FFLO态的化合物。CeCoIn 5和Ce 2 PdIn 8的比较有助于澄清Q相的起源。
2011-05-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
We report an {\it in-situ} scanning tunneling microscopy study of atomically thin films of CeCoIn$_5$, a $d$-wave heavy-fermion superconductor. Both hybridization and superconducting gaps are observed even in monolayer CeCoIn$_5$, providing direct evidence of superconductivity of heavy quasiparticles mediated by purely two-dimensional bosonic excitations. In these atomically thin films, $T_c$ is suppressed to nearly half of the bulk, but is similar to CeCoIn$_5$/YbCoIn$_5$ superlattices containing CeCoIn$_5$ layers with the same thickness as the thin films. Remarkably, the out-of-plane upper c…
2023-03-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in heavy fermion compounds
本文综述了重费米子超导体的实验和理论研究现状。我们讨论了大多数Ce基化合物,如Ce 122,Ce 115,Ce 218和Ce 131类和U基超导体,如UBe_13和UPd_2Al_3。在前者的重点是量子临界现象和非费米液体行为的连接。最近的中子散射和静水压力的结果SDW/SC竞争Ce 122系统。对于U-化合物,我们讨论了双模型与本地化和巡回5 f电子的质量增强和超导对形成的意义。对非常规超导的自旋涨落理论也作了评述。
2004-09-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory on Superconductivity of CeIn3 in Heavy Fermion System
在三维哈伯德模型的基础上,采用三阶微扰理论研究了CeIn 3在高压下的超导机制。在这里,我们提出的d波配对状态诱导的反铁磁自旋涨落。对于相同的U/W(W=带宽)值,所估计的超导转变温度比二维系统的超导转变温度低一个数量级。该结果与CeIn 3和CeRhIn 5之间的差异一致。
2010-08-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional Superconductivity from Local Spin Fluctuations in the Kondo Lattice
重费米子超导性的解释是对理论的长期挑战。它通常被认为与自旋或电荷自由度的非局域波动有关,因此属于非常规类型。在这里,我们提出的近藤晶格模型,一个范例模型来描述重费米子化合物,从动力学平均场论只捕捉局部相关效应。出乎意料的是,我们在重费米子态中发现了强大的s波超导性。我们认为,这种新型的配对是紧密相连的重准粒子带的形成和强烈的本地自旋波动的存在。
2013-04-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Competition between phonon superconductivity and Kondo screening in mixed valence and heavy fermion compounds
本文用周期Anderson模型的唯象方法研究了重费米子和混合价超导体中近藤效应与s波超导性的竞争。类似于超导体中单杂质近藤效应的已知结果,我们在较窄的模型参数和f电子浓度范围内,发现了重费米子超导体中超导转变温度$T_c$的重入区的主要可能性。混合价超导体中$T_c$的抑制作用要弱得多。在没有$T_c$重入行为的低温费米液相区,我们的理论是最有效的。为了检验其适用性,我们对Ce $_{1-x}$ La $_x$ Ru $_3$ Si $_2$中的$T_c$的$x$依赖性进行了拟合,并获得了与实验数据的极好的一致性,尽管在这种情况下没有发现再进入。根据我们的理论分析讨论了其他实验数据。特别是,我们比较了一些已知同系物的超导转变温度,即,具有和不具有f元素的模拟周期晶格化合物。对于少数几对同系物,超导电性只存在于重费米子材料中,从而证实了后者的超导电性机制的唯一性。我们认为,对于某些其他化合物的$T_c$的值可能保持在相同的数量级在两个同系物,如果超导性主要起源于一些轻费米表面,但诱导相当大的超导能隙在另一个费米表面,其中杂化或其他重费米子效应更显着。
2006-01-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum critical scaling and superconductivity in heavy electron materials
我们使用双流体模型来确定候选重量子临界超导体的核自旋-晶格弛豫速率$T_1$可以表现出标度行为的条件,并发现当且仅当它们的“隐藏的”量子临界自旋涨落引起与温度无关的本征重电子自旋-晶格弛豫速率时,它才能发生。由此产生的$T_1$与重电子分量的强度和相干温度$T^*$的比例关系,提供了一个简单的测试,在超导转变温度$T_c$最大的压力下,它们的存在,并与$T^*$成比例。这些研究结果支持先前指出的部分缩放的自旋晶格弛豫速率与$T_c$在一些重要的重电子材料,并提供额外的证据表明,在这些材料中,它们的最佳超导起源于量子临界自旋波动与附近的相变从部分本地化完全巡回准粒子。
2015-12-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Valence Instability and Superconductivity in Heavy Fermion Systems
许多铈基重费米子(HF)化合物具有压力-温度相图,其中超导区域远离磁量子临界点延伸。在至少两种化合物,CeCu 2Si 2和CeCu 2Ge 2,超导转变温度的增强被发现与突然的价态变化相一致,与强有力的间接证据为配对介导的临界价态,或电荷转移,波动。这种配对机制和价不稳定性是哈密顿量中f-c库仑排斥项U_fc的结果。虽然一些非超导Ce化合物显示出明显的一阶价不稳定性,类似于Ce的α-γ转变,我们认为,弱的一阶价转变可能是Ce基HF系统的一般特征,磁和临界价涨落可能是负责在这些系统中的超导电性。
2006-11-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for Coexistence of Bulk Superconductivity and Itinerant Antiferromagnetism in the Heavy Fermion System CeCo(In$_{1-x}$Cd$_x$)$_5$
在重费米子系统的一般相图中,调整外部参数,如流体静压或化学压力,会改变超导转变温度。超导相在温度调谐参数相图中形成圆顶,这与超导配对相互作用的最大值相关联。接近反铁磁性暗示了反铁磁性有序的消失与超导电性之间的关系。我们结合μ子自旋旋转,中子散射和X射线吸收光谱技术,以获得访问的磁性和电子结构的CeCo(在$_{1-x}$镉$_x$)$_5$在不同的时间尺度。不同的磁结构,得到指示的巡回字符的磁秩序,共存的大块超导性。反铁磁秩序的抑制似乎是由带宽/载流子浓度的修改驱动的,这意味着电子结构以及超导性和磁性的相互作用受到流体静力学和化学压力的强烈影响。
2015-09-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity of repulsive spinless fermions with sublattice potentials
本研究探讨含交错子格势的正方形与蜂窝晶格中排斥自旋无费米子的非常规超导,揭示不同掺杂下的多种配对态及拓扑超导,结合解析与数值方法给出相图,深化了对非常规超导机制的理解。
2023-01-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The BCS-BEC crossover and superconductivity in a lattice fermion model with hard core repulsion
我们在格点费米子模型(扩展的哈伯德模型)的框架下考虑了T=0时的BCS-BEC交叉。我们分析了具有扩展的s波对对称性的三维系统中的在位硬核排斥($U=\infty$)和位间吸引($W<0$)的情况。分析了密度驱动和吸引强度驱动的交叉机制。我们得到了它的基态相图。所分析的物理量有:化学势、序参量、相干长度和凝聚态粒子的分数。
2008-08-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unique Spin Dynamics and Unconventional Superconductivity in the Layered Heavy Fermion Compound CeIrIn_5:NQR Evidence
本文报道了新的重费米子化合物CeIrIn_5在T=0.09 K和100 K之间的自旋-晶格弛豫速率(1/T_1)的测量结果。在0.4 K < T < 100 K时,1/T_1与T有很强的相关性,这表明CeIrIn_5比已知的Ce基HF更易流动。当θ=8 K时,1/T_1T减去LaIrIn_5的1/T_1T,遵循1/(T+θ)^{3/4}变化。我们认为,这种新的功能点各向异性,由于层状晶体结构,自旋附近的磁有序波动。体超导性在0.40 K开始,低于该温度时相干峰消失,1/T_1遵循T^3变化,这表明具有线-节间隙的非常规超导性。
2001-05-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Boson-Fermion Model of High-T_C Superconductivity ----A Progress Report
这是1998年9月10日至9月15日在波兰乌斯特龙第二十二国际理论物理学院的一次特邀演讲。本文评述了高T_C超导的玻色子-费米子模型。讨论了它在赝能隙和直流输运系数中的应用。
1998-11-18 cond-mat.str-el
Abnormal Normal State and Pressure-driven Reentrant Superconductivity in the Heavy $d$-electron Superconductor Rh$_{17}$S$_{15}$
本研究发现 Rh$_{17}$S$_{15}$ 具有持续至室温的弱铁磁正常态及 Kondo 型电阻率异常,并在高压下观测到重返超导穹顶。
2025-02-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Dominant Role of Critical Valence Fluctuations on High $T_{\rm c}$ Superconductivity in Heavy Fermions
尽管经过近40年的研究,重费米子超导性的起源仍然存在强烈的争议。特别是,没有充分考虑压力诱导的CeCu $_2$ Si $_2$中远离磁击穿的超导电性增强。正如最近在CeCu $_2$ Si $_2$和几个相关化合物中报道的那样,最佳超导性发生在价键交叉的压力下,这是由负温度$T_{\rm cr}$的虚拟临界终点引起的。在此背景下,我们做了一个细致的分析,大量的高品质的高压电阻率数据的几个铈基重费米子化合物。关键的新颖性是超导转变温度$T_{\rm c}$和价不稳定性参数$T_{\rm cr}$之间的显着相关性,这是符合理论的增强价波动。此外,研究发现,在压力区的超导性,电阻率是由价交叉,这往往体现在标度行为。提出了一种新的观点,即给定样品的最佳超导$T_{\rm c}$主要由化合物的$T_{\rm cr}$控制,而受非磁无序的限制。在这方面,本研究提供了令人信服的证据,临界价涨落在形成库珀对在Ce基重费米子超导体中的关键作用,除了磁量子临界点附近的自旋涨落的贡献,并证实了一个合理的超导机制在强关联电子系统一般。
2018-09-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Comment on 'Effect of on-site Coulomb repulsion on superconductivity in the boson-fermion model' (T. Domanski, Phys. Rev. B v.66, 134512 (2002))
由Domanski数值研究的高温超导体的二维玻色子-费米子模型(Phys.Rev.Bv.66,134512(2002))不是超导体。对于任意对称的序参量,模型的临界温度为零。Domanski和其他一些作者主张的相反结论源于忽略玻色子自能的错误平均场近似。即使在三维空间中,这种近似也是定性不正确的。考虑到玻色子自能的影响,三维BFM中的相变不是平均场二阶相变。在3D BFM的T_c及T_c以下,模型中存在真实的玻色子,而不仅仅是费米子及其库珀对。
2004-02-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Perturbation Theory on the Superconductivity of Heavy Fermion Superconductor UPd_2Al_3
基于三角晶格上的单带二维哈伯德模型,研究了重费米子超导体UPd_2Al_3的超导机制和转变温度.正常和异常的自能计算到三阶相对于巡回电子之间的库仑排斥U。通过求解Eliashberg方程得到了超导转变温度。对于中等大的U,得到了合理的转变温度。发现类RPA项给出的自旋涨落的动量和频率依赖性导致d波对态的产生,而顶点修正项对获得合理的跃迁温度是重要的.这些结果表明,UPd_2Al_3的超导电性可用U的微扰理论来解释。
2005-12-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Intra pseudogap- and superconductivity-pair spin and charge fluctuations and underdome metal-insulator (fermion-boson)-crossover phenomena as keystones of cuprate physics
铜氧化物实验中最有趣的观察结果很可能是金属-绝缘体-交叉(MIC),当超导性被抑制时,在强磁场下铜氧化物的温度掺杂相图的穹顶下区域中可以看到。这种介电效应导致了热导率下降、反常洛仑兹比、非线性熵、绝缘基态、向列相和条纹相以及费米口袋等现象,揭示了赝能隙正常相的非常规介电特性。由于传统的超导性是从导电的正常相出现的,因此理解超导性是如何从绝缘态产生的就成为了一个基本问题,因此也是所有铜氧化物物理学的基石。最近,在解释物理可视化扫描隧道显微镜(STM)的实空间纳米区域(NR),表现出一个能隙,我们已经成功地理解,这些NR的最小尺寸提供赝能隙和超导对,这是单玻色子。在这项工作中,我们讨论了粒子内的磁自旋和电荷的波动,最近观察到的隐藏的磁秩序和STM实验中的这些玻色子。我们发现,在我们最近发展的库仑单玻色子和单费米子双液体模型中,上述所有的MIC现象都可以得到,MIC是单费米子的样本简化NR到单玻色子的样本简化NR的交叉。
2016-06-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interplay between unconventional superconductivity and heavy-fermion quantum criticality: CeCu$_2$Si$_2$ versus YbRh$_2$Si$_2$
本文从反铁磁(AF)量子临界性和超导电性之间的相互作用出发,对比了两种同构正则重费米子化合物的低温性质。对于CeCu $_2$ Si $_2$,在巡游的三维重费米子自旋密度波(SDW)量子临界点(QCP)附近形成全能隙d波超导。非弹性中子散射结果表明,CeCu $_2$ Si $_2$中的量子临界SDW涨落和局部磁矩的Mott型涨落都对Cooper对的形成有贡献.在YbRh $_2$ Si $_2$中,超导电性似乎被AF阶($T_N$ = 70 mK)在$T\gtrsim~10$ mK处抑制。超低温测量揭示了核和4f电子自旋之间的混合顺序,这是由Yb衍生的核自旋为主,在$T_A$略高于2 mK的发展。混合顺序原来是强烈的竞争与主要的4f-电子顺序,并推动材料向其QCP。显然,这为在$T_c$ = 2 mK时形成重费米子超导性铺平了道路。与CeRhIn $_5$中的压致QCP一样,YbRh $_2$ Si $_2$中的磁场感生QCP也是局域Kondo破坏型的,对应于零温下的Mott型转变。因此,这些材料形成了约50种低$T$非常规重费米子超导体的大家族与具有更高$T_c$的非常规超导体的其它家族之间的联系,特别是铜酸盐、有机电荷转移盐和一些Fe基超导体的掺杂莫特绝缘体。我们的研究表明,AF QCP附近的重费米子超导性是一个强大的现象。
2018-08-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge density wave fluctuations, heavy electrons, and superconductivity in KNi$_2$S$_2$
理解固体中电子和磁性基态的复杂性是固体物理学的主要目标之一。具有典型的ThCr $_2$ Si $_2$型结构的材料在这方面已经证明是特别有成效的,因为它们表现出由“多体物理学”描述的广泛的技术上有利的物理性质,包括高温超导性和重费米子行为。在这里,使用高分辨率的同步辐射X射线衍射和飞行时间中子散射,我们表明,同构混合价化合物,KNi $_2$ S $_2$,显示了一些非常不寻常的结构转变,最值得注意的是存在的电荷密度波波动,冷却时消失。与基于所有其他已知材料的预期相反,这种行为在没有磁性或电荷顺序的情况下发生。此外,发现KNi $_2$ S $_2$的低温电子态具有重费米子行为的许多特征,包括具有负热膨胀系数的重电子态($m^*/m_e \sim$ 24)和低于$T_c$ = 0.46(2)K的超导性。在钾镍硫化物中,这些行为出现在没有局部磁性的情况下,而是出现在接近电荷顺序的地方。
2012-12-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Novel phase diagram for antiferromagnetism and superconductivity in pressure-induced heavy-fermion superconductor Ce$_2$RhIn$_8$ probed by In-NQR
提出了一种新的相图,在Ce $_2$ RhIn $_8$的反铁磁性和超导电性探测在压力下的In-NQR研究($P$)。在$P > P_{\rm QCP}\sim$ 1.36 GPa(QCP:反铁磁量子临界点)下,由于反铁磁有序的抑制,在$P$ = 0时顺磁态反铁磁自旋涨落的准二维特征演化为三维特征.核自旋晶格弛豫速率$1/T_1$的测量表明,超导有序发生在1.36 - 1.84 GPa的$P$范围内,在$P_{\rm QCP}\sim$ 1.36 GPa附近有最大的$T_c\sim$ 0.9 K。
2009-10-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Heavy-Fermion Superconductivity in CeAg$_2$Si$_2$ --Interplay of Spin and Valence Fluctuations--
通过电阻率和量热法的测量,给出了反铁磁体CeAg $_2$ Si $_2$在22.5GPa准流体静力学条件下的压温相图。Néel温度[ $T_{\mathrm{N}}(p=0)=8.6$ ~K]随压力的增加而缓慢增加,在9.4~GPa时达到$T_{\mathrm{N}}=13.4$ ~K,然后在磁临界压力$p_{\mathrm{c}}\sim13$ ~GPa时突然消失。首次在CeAg $_2$ Si $_2$中观察到重费米子超导电性。超导电性在$\sim 11$ ~GPa出现并持续约10~GPa。部分转变温度和体转变温度在$p=16$ ~GPa处最高,最大值为$T_{\mathrm{c}^{\rm bulk}}=1.25$ ~K。在压力区域的超导性,近藤和晶体场分裂能量变得可比和电阻率表现出明确的签名的Ce离子价交叉。交叉线位于电阻率作为压力的函数的快速塌陷处,并且分别在$p_{\rm cr}\sim 17$ ~GPa和$T_{\rm cr}\sim-13~K$的临界压力和温度下外推到价态转变临界端点。临界自旋涨落和价态涨落都可以在CeAg $_2$ Si $_2$中建立超导电性。
2017-11-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic Mechanism and Pairing Symmetry of Superconductivity in the Noncentrosymmetric Heavy Fermion Systems CeRhSI$_3$ and CeIrSi$_3$
研究了非中心对称重费米子超导体CeRhSi $_3$和CeIrSi $_3$在压力下的配对对称性,这两种超导体在常压下都是反铁磁体.利用无规相位近似求解Eliashberg方程,发现通过增强反铁磁自旋涨落可以实现扩展的s波和p波的混合态,而不是$d+f$波态.结果表明,能隙函数在费米面上具有线节点,超导态的态密度与通常的d波超导体的态密度具有相似的性质,从而导致NMR弛豫速率$1/(T_1T)$在低温下没有相干峰,表现出类似于$1/(T_1T)\propto T^2$的行为.
2007-12-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The tetragonal heavy-fermion metal YbRh$_2$Si$_2$ orders antiferromagnetically at $T_{\rm N} = 70$ mK and exhibits an unconventional quantum critical point (QCP) of Kondo-destroying type at $B_{\rm N} = 60$ mT, for the magnetic field applied within the basal ($a,b$) plane. Ultra-low-temperature magnetization and heat-capacity measurements at very low fields indicate that the 4$f$-electronic antiferromagnetic (AF) order is strongly suppressed by a nuclear-dominated hybrid order (`A-phase') at $T_{\rm A} \le 2.3$ mK, such that quantum critical fluctuations develop at $B \approx 0$ (Schuberth et …
2022-04-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
D-wave superconductivity in boson+fermion dimer models
我们提出了一个从粒子平均场研究的混合玻色子+费米子量子二聚体模型介绍了庞克,Allais和Sachdev [PNAS 112,9552(2015)]来描述铜酸盐超导体中的赝能隙相的物理。我们的分析自然会导致四个电荷e费米子口袋的总面积等于空穴掺杂p,与高温超导的t-J模型一致的参数范围。在这里,我们发现,二聚体是不稳定的d波超导在低温下。相图中具有d波而不是s波超导性的区域与四个费米子口袋的出现很好地匹配。在超导状态下,色散沿布里渊区的对角线包含八个狄拉克锥。
2016-06-13 cond-mat.str-el
Kinetic energy driven superconductivity in the electron doped cobaltate Na$_{x}$CoO$_{2}\cdot y$H$_{2}$O
在电荷-自旋分离的费米子-自旋理论中,我们证明了电子掺杂钴酸盐Na $_{x}$ CoO $_{2}\cdot y$ H $_{2}$ O的超导电性机制是由它的动能引起的。缀饰费米子通过交换磁激发直接通过动能发生相互作用。这种相互作用导致缀饰费米子之间的净吸引力,那么来自缀饰费米子配对态的电子库珀对是由于电荷-自旋复合,并且它们的凝聚揭示了超导基态。超导转变温度与缀饰费米子对转变温度相同,并且由于强磁阻挫而被抑制到更低的温度。最佳的超导转变温度发生在电子掺杂浓度$δ\approx 0.29$,然后降低欠掺杂和过掺杂制度,在定性与实验结果一致。
2005-06-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con