Density induced BCS-Bose evolution in gated two-dimensional superconductors: The Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition as a function of carrier density
我们讨论了从BCS到玻色超导的演化与载流子密度的门控二维s波超导体。我们发现从正常态到超导态的转变是由Berezinskiii-Kosterlitz-无尾涡旋-反涡旋配对机制控制的,而从高载流子密度(BCS配对)到低载流子密度(玻色配对)的演化只是s波系统中的一个交叉.我们比较我们的结果,最近的实验超导体LixZrNCl,锂插入层状氮化物,并获得很好的定量协议在低和中等密度。
2021-06-18 cond-mat.supr-con
Higgs Amplitude Mode in BCS Superconductors Nb$_{1-x}$Ti$_{x}$N induced by Terahertz Pulse Excitation
利用太赫兹泵浦-太赫兹探测光谱研究了BCS超导体Nb 1-xTixN薄膜在非绝热激发下的超快响应。在单周期太赫兹泵浦脉冲的瞬时激励下,BCS带隙能区的电磁响应出现瞬态振荡。振荡频率与BCS能隙的渐近值相一致,表明理论上预期的序参量集体振幅模式,即Higgs振幅模式的出现.我们的结果为用光学手段实现超导序参量的超快调控开辟了一条新的途径。
2013-07-09 cond-mat.supr-con
Dimensionality-induced BCS-BEC crossover in layered superconductors
基于一个简单的具有强吸引相互作用的层状超导体模型,我们发现,随着层间跳跃的减小,对凝聚温度与对形成温度的分离变得更加显著。我们建议从这个结果的BCS-BEC交叉引起的维度的变化,例如,由于插入额外的绝缘层或应用单轴压力。电子态密度中出现了赝能隙,这支持了维数诱导的BCS-BEC交叉的观点。
2018-11-17 cond-mat.supr-con
Influence of the van Hove singularity on the specific heat jump in BCS superconductors
在弱耦合BCS方案中,我们推导出一个一般形式的系数在金斯堡-朗道展开的自由能的超导体的费米能级接近范霍夫奇点(VHS)的情况下。一个简单的表达式的VHS上的比热跳的影响,然后得到的情况下,不同的带的间隙是不同的,但几乎恒定的费米表面的相应的片。
2002-09-08 cond-mat.supr-con
Elevated critical temperature at BCS superconductor-band insulator interfaces
本文研究Bardeen-Cooper-Schrieffer超导体与非超导带绝缘体之间的界面。我们表明,在一定的条件下,这样的接口可以有一个升高的超导临界温度,而不增加在界面处的配对相互作用的强度。我们确定的制度,界面临界温度超过临界温度与超导体真空界面。
2022-07-06 cond-mat.supr-con
Expansion in the "distance" from Hc2(T) line for the mixed state of BCS superconductors
我们开发了一个描述的混合状态的II型超导有效的温度和外部磁场范围内很宽。它基于微观BCS理论的准经典版本,并采用了从Hc2(T)线的“距离”的扩展。我们证明了在具有球形费米面和各向同性对相互作用的洁净金属中,超导凝聚总是产生一个六角涡旋晶格。
2002-01-03 cond-mat.supr-con
Gate-controlled BCS-BEC crossover in a two-dimensional superconductor
Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)凝聚和玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)是成对费米子系统基态的两个极限。我们报告的交叉行为从BCS凝聚的BEC实现的二维(2D)超导体,电子掺杂的层状材料ZrNCl。通过离子门控下的电阻率和隧穿谱的同步实验建立的相图,证明了在低掺杂制度下的赝能隙相。在低载流子密度极限下,$T_{\rm BKT}$(2D超导体的Berezinskiii-Kosterlitz-无相变温度)标度为$T_{\rm BKT}/T_{\rm F} = 0.12$,其中$T_{\rm F}$是费米温度,这与BCS-BEC交叉机制中预期的理论上限一致。目前的结果表明,栅极掺杂的杂质半导体提供了一个理想的平台,为二维BCS-BEC交叉没有任何增加的复杂性,如磁序和密度波。
2020-12-10 cond-mat.supr-con
Universal Relation Connecting Fermi Surface to Symmetry of the Gap Function in BCS-Like Superconductors
导出了类BCS超导体中费米面(FS)与能隙函数对称性之间的普遍关系。结果表明,FS的形状可以直接从超导能隙函数的对称性推导出来,并且还受到次近邻重叠的影响。讨论了这一关系在铜氧化物超导体中的应用。有观察到一个有趣的性质,Luttinger的定理完全持有紧束缚带,而它是违反列入下一个最近邻重叠积分。
1998-07-27 cond-mat.supr-con
Unconventional superconductivity after the BCS paradigm and empirical rules for the exploration of high temperature superconductors
本文综述BCS范式后非常规超导的研究进展,指出BCS理论的局限性,介绍库珀配对的其他可能机制,并提出高温非常规超导体探索的经验规则。
2022-07-22 cond-mat.supr-con
Time-Reversal-Symmetry-Broken State in the BCS Formalism for a Multi-Band Superconductor
在具有排斥带间相互作用的三带BCS超导体中,带之间的阻挫可以导致固有的复杂能隙函数,这是由带之间在0和π范围内的相位差引起的。由于该态的复共轭也是一个解,所以基态是简并的,出现了时间反演的破缺态。在本文中,我们调查存在这种状态作为带间耦合强度的函数,并显示如何出现一个新的相变之间的TRSB和传统的BCS状态。
2013-09-05 cond-mat.supr-con
Umklapp scattering and electron pairing cutoff in BCS superconductors
在超导体中,电子成对,正常散射和umklapp散射的端态可能重叠。这在声子频率$ω_c$处切断了电子配对,该声子频率低于德拜频率$ω_D$。利用这一认识,正确的值$2Δ/k_BT_c$的12个金属,包括汞和铅,获得了从简单的BCS形式主义的平均$ω_c/ω_D$为0.148:朗道的费米液体的想法可能涵盖强耦合超导体。在达到高临界温度$T_c$时,正常散射和umklapp散射之间的抵消可能比强的电子-声子相互作用更重要。
2003-08-18 cond-mat.supr-con
Mechanisms for the superconducting state from a one-particle derivation of the BCS gap equations
超导能隙$Δ$和$T_C$的BCS结果是由单粒子模型得到的。当能带结构的电子能量增益超过原子振动或磁矩振荡所需的能量时,超导性出现。振动/振荡幅度决定了超导能隙,费米面对q依赖性很重要。这使得超导参数的互补解释和状态密度效应的建模成为可能。这也使得超导机制不那么奇特。
2009-11-16 cond-mat.supr-con
Spectral Flow and Quantum Theory of Dissipation in the Vortex Core of BCS superconductors
从量子力学的角度研究了二维BCS超导体中运动涡旋核中准粒子的耗散过程,特别是涡旋核中束缚态能量的谱流。为了澄清的频谱流的性质,我们进行了一个有限的系统的数值研究,并通过扩展的分析,包括杂质的影响,我们讨论的量子力学起源的耗散在涡核。
1998-07-17 cond-mat.supr-con
Bernoulli Potential, Hall Constant and Cooper Pairs Effective Masses in Disordered BCS Superconductors
分析了系统地研究伯努利效应可以获得哪些有关超导体性质的新的基本信息。结果表明,它是一个工具,以确定库珀对的有效质量,载流子的体积密度,穿透深度和冷凝能的温度依赖性。无序和各向异性带隙超导体的理论结果系统化,为这一目的。对于干净的各向异性带隙超导体,给出了穿透深度与温度关系的一个简单推导
2003-03-24 cond-mat.supr-con
Order parameter fluctuation effects in d-wave BCS superconductors
我们研究了超导态中的序参量涨落效应作为赝能隙现象的可能前兆。在d波BCS模型中使用低能有效理论,我们自洽地计算了单粒子性质。我们发现,波动减少了光谱间隙,和间隙的形状是变形的,显示在节点处的间隙的斜率减小。我们还显示了由于波动的准粒子寿命的角度依赖性。
1999-01-18 cond-mat.supr-con
Heat Transport in a Strongly Overdoped Cuprate: Fermi Liquid and Pure d-wave BCS Superconductor
本文测量了过掺杂铜酸盐超导体Tl_2Ba_2CuO_(6+ δ)的热输运和电荷输运。在正常状态下,通过施加大于上临界场的磁场获得,验证了Wiedemann-Franz定律完全成立。在超导状态下,观察到一个大的剩余线性项的热导率,在定量符合BCS理论的d波超导体。这是一个令人信服的证据,证明过掺杂铜酸盐中的电子形成了费米液体,没有自旋-电荷分离的迹象。
2002-09-19 cond-mat.supr-con
The Origin of Condensation Energy Scaling of the Fe-based superconductors
受Fe基超导体的凝聚能$ΔCE$与$T_c$($ΔCE \sim T_c ^β, β\approx 3.5$)的非BCS标度关系[PRB 89 140503(2014)]的最近实验的启发,我们研究了多带BCS超导体的CE和$T_c$。我们发现,实验观察到的异常标度关系$ΔCE \sim T_c ^{3.5}$是由两个带BCS超导体配对的主导带间相互作用($V_{inter} > V_{intra}$)很好地再现。我们的结果表明,这种看似非BCS的标度行为,与通常的预期相反,实际上是铁基超导体的配对机制是真正的BCS机制的强有力的实验证据,这意味着“库珀对是由成对相互作用粘合的巡游载流子形成的。"
2016-08-18 cond-mat.supr-con
A model of marginal Fermi liquid superconductor at two dimensions
本文研究了二维s波边缘费米液体超导体模型。除了通常的Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)点吸引相互作用外,系统中的费米子还通过长程排斥相互作用$v(q)=g_{D}/q^2$与\em相互作用.我们发现,尽管长程排斥作用(迈斯纳效应的存在证明了这一点)并没有破坏超导性,但BCS配对函数$Δ_{BCS}$被强烈抑制,导致幂律关联$<Δ_{BCS}(\vec{x})Δ_{BCS}(0)>\sim|\vec{x}|^{-2γ}$ .这一观察结果解释了边缘费米液体的一般图片。
1999-08-11 cond-mat.supr-con
Magnetic form factor, field map and field distribution for a BCS type-II superconductor near its Bc2(T) phase boundary
本文综述了Delrieu从Gorkov方程导出的Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)Ⅱ型超导体在Bc 2相界附近,即磁化强度较小时的磁形状因子。形状因子、场图和场分布的数值研究如下。研究了低温BCS到高温Ginzburg-Landau涡旋晶格的转变特性。讨论了低温下分量场分布的奇异形状和形状因子以及它们与外场强度的关系。我们的数值计算工作将有助于BCS超导体和可能的其他超导体在清洁极限下的小角中子散射和μ子自旋旋转涡格数据的分析。
2013-09-21 cond-mat.supr-con
Correlation between the transition temperature and the superfluid density in BCS superconductor NbB_2+x
本文报道了BCS超导体NbB_2+x(x = 0.2,0.34)的μ子自旋转动实验结果。在本工作中研究的两个样品,表现出相当宽的过渡到超导态,表明具有不同的转变温度(T_c)的体积分数的分布。在1.5K<T_c<8.0K的温度范围内,考虑这些分布,重建了零温磁穿透深度的平方反比(λ_0^{-2})与T_c的关系。发现λ_0^{-2}服从幂律依赖性λ_0^{-2} \propto T_c^{3.1(1)},这对于某些BCS超导体族是常见的,例如{ \it},Al掺杂的MgB_2和欠掺杂的YBa_2Cu_3 O_{7-δ}高温超导体。
2007-12-12 cond-mat.supr-con
Nonlinear electromagnetic response and Higgs mode excitation in BCS superconductors with impurities
我们发现,由于存在的序参量振幅称为Higgs模式的无序振荡,可以有效地激发在通常的BCS超导体的外部电磁辐射。这种机制适用于具有各向同性s波和各向异性(如d波)配对的超导体。在杂质存在下的非线性响应被捕获的准经典形式主义。我们证明了具有杂质碰撞积分和外场驱动的Eilenberger方程的解析解与梯形杂质图的精确求和相一致。使用发达的形式主义,我们表明,在最近的实验中观察到的共振三次谐波信号是自然的解释由杂质散射介导的希格斯模式的激发。
2019-02-12 cond-mat.supr-con
BCS-like Bogoliubov Quasiparticles in High-Tc Superconductors Observed by Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
我们进行了高分辨率角分辨光电子能谱三层高Tc铜酸盐Bi2Sr2Ca2Cu3O 10 + δ。我们观察到Bogoliubov准粒子的全能量色散(电子和空穴分支),并根据光谱强度以及BCS理论的能量色散确定了EF以上和以下的相干因子作为动量的函数。实验结果与理论预测之间的定量一致性表明BCS理论在描述铜氧化物超导态方面的基本有效性。
2003-05-30 cond-mat.supr-con
Enhanced superconducting-fluctuation effects on thermodynamic properties in BCS-BEC-crossover regime
研究了超导涨落对BCS-BEC交叉区电子系统热力学性质的影响。随着电子之间的吸引相互作用在接近BCS-BEC交叉区域时变得更强,SCF之间的模式耦合的重要性急剧增加。增强的模耦合导致零场超导临界温度和退配对场$B_\text{c2} (T)$的降低。因此,SCF引起的贡献的比热和抗磁磁化率似乎可以超过相应的值在高斯近似。我们讨论的相关性,目前的结果观察到的异常SCF诱导的抗磁响应的硒化铁(FeSe)。
2017-09-08 cond-mat.supr-con
Mobile Dopants in Inhomogeneous Superconductors
我们考虑一个超导体托管移动杂质,局部改变超导转变温度。杂质处的BCS相互作用在大小和符号上都不同于体中的BCS相互作用。结果表明,由于杂质之间的吸引作用,它们倾向于形成更多的凝聚态。我们还考虑了在超导体-正常金属界面附近具有局部BCS吸引或排斥的移动杂质的分布。
2018-08-01 cond-mat.supr-con
BCS $d$-wave behavior in the THz electrodynamic response of electron-doped cuprate superconductors
虽然铜氧化物超导体在过去的几十年里得到了广泛的研究,但关于其超导性的微观起源还没有达成共识。在这项工作中,我们测量的低能量电动力学响应轻微欠掺杂和过掺杂的La $_{2-x}$ Ce $_x$ CuO $_4$薄膜使用时域太赫兹(THz)光谱,以确定温度和场的超流光谱权重的依赖性。我们表明,温度依赖性服从关系\textit{n$_s$} $\propto$ $1-(T/T_c)^2$,典型的脏极限BCS类$d$波超导体。此外,磁场的依赖性被发现遵循一个次线性的$\sqrt{B}$的形式,这支持基于$d$波对称性的超导间隙的预测。这些观察结果表明,在这些电子掺杂的铜氧化物的超导秩序可以很好地描述在一个无序BCS $d$波形式主义。
2021-07-21 cond-mat.supr-con
Fermi-Bose mixtures and BCS-BEC crossover in high-Tc superconductors
在这篇综述文章中,我们从理论上考虑和实验上支持的费米-玻色混合物和BCS-BEC交叉的模型相比,强耦合的方法,这可以作为基石的方式从高温到室温超导在加压金属超导体。我们讨论了一些关键的理论思想和机制,提出了非常规超导体(铜酸盐,磷族元素化物,硫属化物,铋酸盐,二硼化物,重费米子,有机物,双层石墨烯,扭曲石墨烯,氧化物异质结构),超流体和平衡或不平衡的超冷费米气体磁陷阱。我们在非常规超导体和最近发现的临界温度接近室温的加压超导体H3 S和LaH 10之间建立了一座桥梁。讨论了Dirac节点线靠近费米面的系统、超导形状共振和双曲超导网络,这些系统对于发展新型拓扑超导体、能量学、纳米电子学和量子计算等方面的应用都具有重要意义。
2019-05-31 cond-mat.supr-con
Unified scattering approach to Josephson current and thermal noise in BCS and topological superconducting junctions
我们提出了一个统一的描述之间的结$s$波(BCS)超导体和结之间的$p$波超导体在一个拓扑非平凡的阶段,这依赖于一个散射态展开。我们计算了两种结中的约瑟夫森电流和热噪声,并展示了两个拓扑超导体的结托管马约拉纳零能模式的一些特征。
2018-07-24 cond-mat.supr-con
Band-edge BCS-BEC crossover in a two-band superconductor: physical properties and detection parameters
铁基、硼化镁等新型超导材料的超导性具有很强的多带和多能隙特性。最近的实验支持的BCS-BEC交叉诱导的强耦合和接近的化学势的带边的一个频带的可能性。在这里,我们研究了最简单的理论模型,考虑到可调的相互作用和可调的能带之间的能量分离的BCS-BEC交叉在一个两带超导体。在典型的交叉图中报告了凝结分数、相关长度和超导能隙的平均场结果,以确定BCS、交叉和BEC制度的边界。当超导能隙为局域化学势量级时,超导处于BCS-BEC交叉区,小能带的费米面被能隙开口所模糊。在这种情况下,小的和大的库珀对共存的总凝聚,这是高Tc超导的最佳条件。在给定的频带中的间隙和费米能量之间的比率的结果是最好的检测参数的实验定位系统中的BCS-BEC交叉。利用现有的实验数据,我们的分析表明,铁基超导体具有的BCS-BEC交叉的交叉制度的小费米面的部分冷凝,支持最近的ARPES的结果。
2014-07-11 cond-mat.supr-con
Superconducting correlations in metallic nanoparticles: exact solution of the BCS model by the algebraic Bethe ansatz
用简化BCS模型哈密顿量描述了具有离散能级和固定电子数的纳米金属粒子中的超导电子对。我们证明了这个模型是可积的代数Bethe矩阵。得到了本征态、谱、守恒算符、运动积分和波函数的范数。此外,量子逆问题得到解决,这意味着形状因子和关联函数可以明确评估。给出了描述超导配对的形状因子的封闭形式表达式。
2001-10-01 cond-mat.supr-con
Multiple solutions for the equilibrium populations in BCS superconductors
最近表明,BCS形式主义导致几个解决方案的能隙和平衡准粒子分布,与相变温度,这取决于在吸引带内的化学势的位置(吸引带AB被定义为单粒子的能量间隔,其中表现出配对相互作用)。此外,在某些情况下,相变可以是第一级的,而不是第二级的。在这里,我将找到两组解,适用于任何低于相变温度的温度。我还将表明,当AB是对称的化学势(教科书BCS问题)仍然有两个解决方案,具有不同的能隙:一个解决方案是典型的(教科书)BCS解决方案,而另一个有一个较小的能隙和非零准粒子布居下降到零温度。在零温度下,对应于第二个解决方案的能隙是典型的BCS解决方案的三分之一。
2019-08-14 cond-mat.supr-con
Test for BCS-BEC Crossover in the Cuprate Superconductors
本文提出通过测量金兹堡-朗道相干长度ξ₀^{coh}在T_c附近及整个超导穹顶的行为,为铜氧化物高温超导体是否适用BCS-BEC渡越理论提供具体检验,并激励相关实验。
2024-03-18 cond-mat.supr-con
Anomalous BCS equation for a Luttinger superconductor
在Anderson高温超导铜酸盐理论的基础上,发展了适用于Luttinger液体的BCS理论。当Luttinger相互作用比BCS势强得多时,我们发现BCS方程与通常的费米液体BCS方程相比有很大的变化。特别是BCS方程预测的Luttinger液体的T_c比通常的Fermi液体的T_c要高得多。
1999-01-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
BCS-BEC crossover in quantum confined superconductors
超窄超导体处于强量子限制状态,形成与电子结构的许多子带相关的多个相干凝聚体。在这里,我们分析了多带BCS-BEC交叉诱导的化学势调谐接近子带底部,对应的超导形状共振。在基态的凝聚分数和对相关长度的演化作为化学势的函数证明了BCS-BEC交叉的可调谐性的凝聚组分的选定的子带。当配对强度和/或相互作用的特征能变大时,交叉机制的扩展增加。我们的结果表明,共存的大,小库珀对的交叉制度,导致高转变温度超导的最佳参数配置。
2015-12-16 cond-mat.supr-con
Designing High-Tc Superconductors with BCS-inspired Screening, Density Functional Theory and Deep-learning
我们开发了一个多步骤的工作流程,用于发现传统的超导体,从BarthalmCooper Schrieffer启发的1736种具有高德拜温度和电子态密度的材料的预筛选开始。接下来,我们对其中的1058个进行了电子-声子耦合计算,以建立一个庞大而系统的BCS超导性质数据库。利用McMillan-Allen-Dynes公式,我们识别出105种动态稳定的材料,其转变温度Tc>5 K。此外,我们还分析了数据集和单个材料的趋势,包括MoN,VC,VTe,KB 6,Ru 3 NbC,V3 Pt,ScN,LaN 2,RuO 2和TaC。我们证明了深度学习(DL)模型可以比直接第一原理计算更快地预测超导体特性。值得注意的是,我们发现,通过预测Eliashberg函数作为中间量,我们可以提高模型性能与直接DL预测Tc。我们将训练好的模型应用于晶体学开放数据库,并为进一步的DFT计算预筛选候选模型。
2022-10-20 cond-mat.supr-con
Power Law Like Correlation between Condensation Energy and Superconducting Transition Temperatures in Iron Pnictide/Chalcogenide Superconductors: Beyond the BCS Understanding
通过对铁磷属元素化物/硫属元素化物超导体系的电子熵积分,确定了超导凝聚能$U_0^{int}$。结果表明,$U_0^{int}\propto T_c^n$的$n$ = 3 ~ 4,这与简单的BCS预测$U_0^{BCS}=1/2N_FΔ_s^2$形成鲜明对比,其中$N_F$为费米能级处的准粒子态密度,$Δ_s$为超导带隙.如果我们用$γ_n^{eff}$作为有效正常态电子比热系数,通过$U_0^{cal}=3γ_n^{eff}Δ_s^2/4π^2k_B^2$计算凝聚能,则类似的关联也成立。这表示$m$ = 1至2的一般关系$γ_n^{eff} \propto T_c^m$,这不是BCS方案所预测的。提出了一个基于量子临界性的图像来解释这一现象。
2014-02-27 cond-mat.supr-con
Unusual Quasiparticle Tunneling in High-$T_c$ Cuprate Superconductors: Evidence for the BCS and Polaronic Multi-Gap Effects on Tunneling Spectra
基于正偏压下电子隧穿和负偏压下极化子库珀对和大极化子解离的不同机制,以及带隙不均匀性(即,多间隙)图片。我们发现,隧道光谱的主要特征,如低偏压的U形和V形的功能,不对称性和高偏压的dip-hump功能,它们的温度和掺杂的依赖性,和肩膀内的电导峰观察到高$T_c$铜氧化物自然产生的模型。考虑到BCS和极化子能隙值的分布,对$\rm{Ba_2Sr_2CaCu_2O_{8+δ}}$的实验隧道谱进行了很好的拟合。
2011-06-07 cond-mat.supr-con
Absence of a BCS-BEC crossover in the cuprate superconductors
本文通过分析化学势的温度依赖性,证明铜氧化物超导体始终处于BCS侧,远离BCS-BEC渡越点,不存在该渡越现象。
2023-10-12 cond-mat.supr-con
Supercurrent flow with large superconductor gap in cuprates: Resurrection of phonon-mediated Cooper pairs
我们系统地探讨了Bardeen-Cooper-Schriefer(BCS)理论的精妙之处,其中BCS型电子-声子相互作用被明确地加强为铜氧化物超导体中唯一可行的强力胶,因为对于库珀对(在其原始形式下),声子诱导的散射实际上为零,并且声子从来不需要玻色凝聚。在这里,我们证明了(i)可以通过加强库珀对结合能来获得高的超导转变温度(Tsc)和(ii)存在一个广义的电子-声子势算符,它可以诱导超导相和奇异金属相之间的有限温度量子相变.为了支持这一扩展的BCS理论,我们推导出了库珀对电子的费米-狄拉克统计,它正确地捕捉到了强束缚库珀对破裂相对于变化的温度或超导体间隙(gap-BCS)的物理。最后,我们进一步扩展的BCS形式主义内的电离能理论证明(iii)最佳掺杂的存在,具有最大的Tsc(x_optimum)或间隙BCS(x_optimum),和(iv)的比热容跳Tsc在铜酸盐是由于有限温度的量子相变。在此过程中,我们揭示了精确的微观原因,为什么正确预测(而不是猜测)超导体材料通常是任何需要配对机制的理论中的一个难题。
2014-06-28 cond-mat.supr-con
Ubiquity of superconducting domes in BCS theory with finite-range potentials
基于数学物理的最新进展,我们提出了一种可靠的方法来解析求解导致s波超导的大类有限程相互作用势的线性化BCS能隙方程.通过这种分析,我们证明了超导临界温度$T_c$与载流子密度的单调增长,$n$,由标准BCS理论预测,是一个人工制品的简化假设的相互作用是准本地的。与此相反,我们表明,任何定义良好的非局部电位导致一个“超导圆顶”,即非单调的$T_c(n)$表现出最大值在有限的掺杂和大$n$去零。这证明,与传统观点相反,超导圆顶的存在并不一定是竞争秩序的指示,也不一定是奇异的超导性。我们的研究结果提供了一个原型的例子和指导,以改善从头计算预测的$T_c$的真实材料。
2019-04-23 cond-mat.supr-con
Cluster Decomposition Principle and Two-Electron Wave Function of the Cooper Pair in the BCS Superconducting State
本文给出BCS超导态(SS)二阶约化密度矩阵(RDM 2)的最大本征值和相应的本征函数的显式表达式。使用这些量,我们在本文中处理两个主题。作为第一个主题,它表明,聚类分解原则在BCS-SS。这一证明为选取反常密度作为SS的序参量提供了理论依据。作为第二个主题,它表明,这样的本征函数是自旋单态和空间延伸的同位素,并进一步的两个电子的平均距离,其中包括上述本征函数是在一个很好的协议与Pippard的相干长度。这意味着BCS-SS的RDM 2的最大孪晶可以看作是库珀对本身,它们被凝聚到O(N)个相同的能级。
2021-07-14 cond-mat.supr-con
Absence of BCS-BEC Crossover in FeSe0.45Te0 55 Superconductor
本研究利用高分辨率角分辨光电子能谱技术,分离并研究了FeSe0.45Te0.55超导体中dyz能带与拓扑表面态能带的超导行为,揭示了类平带特征的起源,从而排除了该体系中存在BCS-BEC交叉的可能性。
2024-07-30 cond-mat.supr-con
The BCS-like gap in superconductor SmFeAsO_0.85F_0.15
自从二十年前在铜氧化物中发现超导电性以来,人们已经确定CuO_2平面是高T_C超导性和许多其他非常不寻常性质的重要组成部分。最近发现了一类新的氧铌酸盐超导体,其组成为LaFeAsO_(1-x)F_x,但明显缺少CuO_2面,从而引起了人们对这些氧铌酸盐超导体中不同配对机制的兴趣。与超导体中的配对密切相关的是超导能隙、它的值、结构和温度依赖性。本文报道了用Andreev谱法在超导体SmFeAsO_(0.85)F_(0.15)(T_C = 42 K)中观察到的单能隙。2Delta = 13.34+/-0.3 meV的间隙值给出2Delta/k_BT_C = 3.68,接近BCS预测的3.53。能隙随温度的升高而减小,在T_C处消失,这与BCS理论的预言一致,但与铜氧化物超导体中的赝能隙行为有很大不同。我们的结果清楚地表明,nodeless间隙序参量,这是几乎各向同性的费米面的不同部分的大小,并不兼容的模型,涉及反铁磁波动,强关联,t-J模型,等等,最初设计的铜酸盐。
2008-05-29 cond-mat.supr-con
Thermodynamics of anisotropic-gap and multiband clean BCS superconductors
在可分离核近似下,导出了多带各向异性带隙BCS超导体的自由能、Ginzburg-Landau展开的非梯度项和比热的跳跃.作为特例,导出了两带超导体、d波超导体和MgB_2的一些最近模型的结果。
2002-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spin flip lifetimes in superconducting atom chips: BCS versus Eliashberg theory
本文从理论上研究了超导板附近囚禁的中性原子的磁自旋翻转跃迁。我们的计算是基于电介质和金属体附近的电磁辐射的量子理论处理。给出了铌超导体附近铷原子的具体结果。在典型的原子跃迁的低频率,我们发现BCS理论大大高估了相干效应,这是不太明显的准粒子寿命效应时,包括通过Eliashberg理论。在4.2 K,典型的原子自旋寿命被发现大于一千秒,即使原子超导体的距离为1微米。与普通金属相比,这构成了很大的增强。
2007-07-02 cond-mat.supr-con
BCS theory of nodal superconductors
本课程具有双重目的。首先,我们回顾了弱耦合BCS理论在描述自1979年以来发现的新的超导体类的成功。它们包括重费米子超导体,高Tc的铜酸盐超导体,有机超导体,Sr2RuO4等。其次,我们提出了由Volovik引入的准经典近似,我们扩展到描述的热力学和热导率的涡旋态的节超导体。这种方法提供了最有力的工具来确定这些新的超导体中的能隙函数Delta(k)的对称性。
2005-01-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Modified BCS gap equation for Jahn-Teller distorted high temperature superconductors
本文研究了静态晶格应变下高温超导体中的正常电子-声子(EP)相互作用、动态Jahn-Teller(DJT)畸变和超导电性之间的相互作用。该模型由简并双轨道带组成,简并双轨道带由导带中的DJT相互作用修改的Jahn-Teller(JT)能量分开。超导电性被假定为在同一频带中存在的s波类型。用格林函数法求解相互作用哈密顿量,得到修正的BCS能隙方程,其中修正的导带能$\tildeε_{αk}$和BCS序参量$\tildeΔ_α$用$α=1, 2$表示两个轨道.这种相互作用显示了一些不同于静态晶格应变对超导序参量影响的新的有趣结果。通过改变正常EP耦合,DJT耦合,SC耦合,声子振动频率,声子波矢和系统的其他模型参数的相互作用进行了研究。
2012-10-29 cond-mat.supr-con
Rise and fall of shape resonances in thin films of BCS superconductors
将超导体限制在薄膜中会改变其费米能级的态密度,并预期会改变其临界温度$T_c$。以前的计算报告大的不连续性的$T_c$时,化学势与子带边缘重合。通过精确求解BCS间隙方程,我们表明,这种不连续性的文物和$T_c$是一个连续的函数的薄膜厚度。我们还发现,$T_c$是减少在薄膜相比,散装,如果限制电位低于一个临界值,而更强的限制$T_c$增加,减少膜厚,达到最大值,并最终下降到零。我们的数值结果得到了几个精确解的支持。最后,我们解释的厚度依赖的有效质量方面的铅薄膜的实验数据。
2016-08-25 cond-mat.supr-con
Short-distance breakdown of the Higgs mechanism and the robustness of the BCS theory for charged superconductors
通过希格斯机制,长程库仑相互作用消除了超导体中的低能戈德斯通相模,并将光谱权重一直转移到等离子体频率。在这里,我们表明,希格斯机制打破了长度尺度短于超导相干长度,而它保持完整,即使在高能量,在长波长的限制。这种效应是希格斯场的超导性和固体中洛伦兹不变性的复合性质的结果。最重要的是,超导相干体积内的希格斯机制的崩溃是至关重要的,以确保稳定的BCS平均场论在弱耦合极限。我们还表明,由于等离子体激元引起的波动的间隙方程的变化可以导致显着的修正平均场论,并揭示了超导体的密度波动谱的变化并不限于附近的间隙。
2018-08-22 cond-mat.supr-con
Effective action for Superconductors and BCS-Bose crossover
利用平均场解附近的标准微扰展开式导出了T=0时超导体的低能有效作用量。考虑到密度涨落的影响,我们得到了有效作用量,其中密度$ρ$是序参量的相位$θ$的共轭动量。在流体动力学区域,超导体的动力学由场$Ψ(x)=\sqrt{ρ/2} e^{iθ}$的含时非线性薛定谔方程(TDNLS)描述。本文讨论了在有吸引力的哈伯德模型下,从弱耦合(BCS)到强耦合(局域对的玻色凝聚)超导过渡中密度涨落的演化。在玻色子极限下,TDNLS方程简化为序参量的Gross-Pitaevskii方程,就像超流性的标准描述一样。讨论了在长程相互作用的存在下,可以导出纯相作用来描述"坏金属“的超导性的物理学的条件。
1999-01-27 cond-mat.supr-con
Gate-controlled low carrier density superconductors: Toward the two-dimensional BCS-BEC crossover
超导电性主要出现在高载流子密度的系统中,有时也会出现临界温度Tc随载流子密度的增加而不断发展的共同相图。轻掺杂区超导性增强的研究报道较少,但这是一个理想的方向,可以跨越Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)和玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的极限,其中库珀对的行为发生显著变化。在这里,我们报告的传输特性和超导间隙在单晶锂夹层层状氮化物(LixHfNCl和LixZrNCl)的低掺杂制度,使离子门控装置和隧道光谱的组合。在减少掺杂,这两个系统显示的Tc的增加,高达24.9 K,特别是在LixHfNCl,与随之而来的增强的二维性导致低于35.5 K的赝能隙状态以及超导耦合强度的增加2D/kBTc达到5.9。这种在低至10^20 cm-3载流子密度区的行为表明,轻掺杂二维超导体表现出前所未有的不同于传统超导体的性质,并提供了一种新的途径来获得BCS-BEC交叉。
2018-08-20 cond-mat.supr-con
Fate of dynamical phases of a BCS superconductor beyond the dissipationless regimen
初始制备于非平衡态的孤立超导体的BCS模型预言了在与时间相关的序参量中存在有趣的动力学现象,如衰减振荡、持续振荡和过阻尼动力学。与真实系统的接触仍然是一个开放的挑战,因为人们需要在自洽计算中引入由于环境引起的耗散。在这里,我们达到这个目标,使用凯尔迪什形式主义来处理热浴的效果。我们表明,相反的耗散的情况下,所有的动态阶段达到平衡序参量的特征时间,取决于与浴耦合。值得注意的是,随着时间的演变,过阻尼阶段显示出快速的交叉超导序参量恢复到一个良好的发展长程序,趋向于平衡的状态与阻尼希格斯模式振荡。我们的研究结果提供了一个基准的动力学描述的真正的非平衡超导体相关的量子技术应用。
2019-01-24 cond-mat.supr-con
PdTe a 4.5K Type II BCS Superconductor
本文报道了用石英真空封装技术在750 ℃下合成的块体钯碲超导体的结构和物理性质。所合成的化合物以六方晶体结构结晶。磁化和磁输运测量提供的值的下临界场和上临界场分别为250和1200高斯在2开尔文。由实验确定的上、下临界场估计了相干长度和GL参数,分别为45 nm和1.48。在T_c处的Cp(T)跃变为1.33,德拜温度和电子比热常数分别为203 K和6.01mJ/mole-K ~ 2。
2015-05-29 cond-mat.supr-con
A new first-principles calculation of field-dependent RF surface impedance of BCS superconductor and application to SRF cavities
有必要更好地了解射频(RF)表面阻抗的固有限制,决定了粒子加速器中超导RF腔的性能。本文基于相干运动的库珀对产生的态密度(DoS)偏移,对BCS超导体射频表面阻抗的Mattis-Barclay(M-B)理论进行了场相关推导[1],并将电阻随场增加而减小的现象解释为一种本征效应。使用MathematicaTM中编码的分析,我们对铌的有效BCS射频表面电阻(Rs)与表面磁场峰值幅度的关系进行了理论预测,并与最近Jefferson实验室(JLab)报道的低损耗谐振腔测量结果进行了比较和费米国家加速器实验室(FNAL)精心准备的铌材料。结果提出了一个“最佳理论”的性能与相应的材料的潜在应用的精细描述。[1]Xiao,B.P.,C.E. Reece和M. J. Kelley,射频场下的超导表面阻抗。Physica C:Superconductivity,2013. 490(0):第26-31页。
2014-04-09 cond-mat.supr-con
Transition Spectra for a BCS Superconductor with Multiple Gaps: Model Calculations for MgB_2
我们分析了具有多个能隙的模型超导体的跃迁谱中的定性特征,使用一个简单的扩展的Mattis-Barclay表达式的探针与情况I和情况II的相干因子。在温度T = 0时,远红外吸收边如预期的那样由最小间隙决定。然而,在有限温度下,大的热背景可能会掩盖该边缘,而在Delta_i+Delta_j处发现的二次吸收边缘可能变得最突出。在有限T下,如果某些带间矩阵元较大,则在间隙差频率处也可能存在吸收峰|Delta_i-Delta_j| .我们讨论了样品质量对测量光谱的影响以及这些预测与最近MgB_2红外吸收测量的可能关系。
2002-08-12 cond-mat.supr-con