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
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
On the BCS-BEC crossover in the Spin-Polarized Attractive Hubbard Model at T=0
研究了塞曼磁场($h$)对超流基态性质随吸引力增加从弱耦合(类BCS)到强耦合极限的影响.在自旋极化吸引哈伯德模型内进行分析,对于固定数量的粒子和$d=3$简单立方晶格。采用对称性破缺Hartree近似。在强吸引和稀释极限下,在$(h-|U|)$和($P-|U|$)图中发现了均匀磁化超导相(SC $_M$).
2013-09-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological phases due to the coexistence of superconductivity and spin-density wave: Application to high Tc superconductors in the underdoped regime
我们考虑了超导性(SC)和自旋密度波(SDW)的共存。假设SC是$d_{x^2-y^2}+id_{xy} (d_1 + i d_2) $型的,而SDW序参量是$BCS$ / $d_{x y} $对称的。具有这样的结构的哈密顿量示出具有拓扑共存相除了传统的。结果表明,两个序参量的幅值决定了拓扑相的性质。得到了用陈数表征不同拓扑相的相图。这种拓扑相的实验实现参照高温超导体在极端欠掺杂制度进行了讨论。
2014-01-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Weak phase stiffness and mass divergence of superfluid in underdoped cuprates
尽管经过了二十多年的深入研究,研究人员仍然难以理解在铜酸盐中观察到的高温(高$T_c$)超导性的真正本质。特别是,在所谓的“欠掺杂”区域,超导性的总体行为偏离了$qualitatively$由Barclay,Cooper和Schrieffer(BCS)开创的标准理论描述。最近,超导序参量相位涨落的重要性得到了各种实验的支持。然而,负责令人惊讶的软相的微观机制仍然是最重要的未解决的难题之一。在这里,相反的标准BCS的出发点,我们提出了一个简单的,可解的低能量模型在强耦合限制,映射的超导性字面上到一个很好理解的物理超流体在一个特殊的稀释玻色子系统的本地掺杂空穴对。在原型材料(La $_{1-δ}$ Sr $_δ$)$_2$ CuO $_4$中,不使用任何自由参数,对于高于$\sim 5.2\%$的掺杂,获得了$d$波超导性,低于该掺杂,意外的非相干$p$波对占主导地位。在整个欠掺杂区,发现非常软的相位起源于对的巨大质量增强。此外,一个惊人的质量发散的预测,指示所观察到的量子临界点的发生。我们的模型产生的超流体的性质与实验吻合得很好,并提供了新的见解,目前的几个难题。由于其简单性,该模型提供了一个范例,在回答长期存在的挑战,在欠掺杂铜酸盐的巨大价值。
2010-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Exotic pairing via a central attraction: from the BCS to the Bose limits
在一个简单的模型的背景下,具有明确的,中心的相互作用势,并使用标准的功能积分技术,我们研究超导角动量量子数l=2作为一个新兴的多体系统的属性。我们的相互作用势在有限距离r_0处是吸引的,并且旋转对称性的破缺是r_0和粒子间距离r_s之间相互作用的结果,我们认为这类相互作用是普遍的。然而,这样的相互作用,负责的d-波状态的偏好范围内的中间密度,只发生在BCS限制。相反,当接近玻色-爱因斯坦(BE)极限时,“预制对”的内能成为主要贡献,并且存在量子相变,其中s波对称性被恢复。我们还发现临界温度的极限值为k_BT_c --> 3.315(\hbar^2 /2 m *)[n/2(2l+1)]^{2/3},这只在l=0时与通常的结果一致,当l>0时,它的简并因子不同,它使T_c降低。因此,我们的研究结果将限制在BE限制的异国情调的配对,而在同一时间表示一个特别有趣的路线与l>0的BCS超导体配对。
2002-09-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bose-Einstein to BCS Crossover Picture for High-T_c Cuprates
结合(1)$T_{c}$和$n_{s}/m^{*}$(超导载流子密度/有效质量)之间的普适关联和(2)欠掺杂区的赝能隙行为,我们得到了一个描述铜氧化物体系从玻色-爱因斯坦凝聚到BCS凝聚的超导性演化的图像。过掺杂和锌取代的铜酸盐系统显示出在微观相分离的超流密度降低的签名。在所有这些情况下的超流体积密度$n_{s}$的$T_{c}$的缩放表明玻色凝聚的重要性。
1997-06-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase diagram of underdoped cuprate superconductors: effect of Cooper-pair phase fluctuations
在欠掺杂的铜氧化物中,超导序参量的相位涨落由于小的超流密度而起作用。我们认为相位涨落的影响,假设自旋涨落的交换是主要的配对相互作用。自旋涨落在涨落交换近似下处理,而相位涨落则包含在Berezinskiii-Kosterlitz-Wellless理论中。我们计算的刚度对相位波动,ns(Ω)/m*,作为掺杂,温度和频率的函数,考虑到其重整化相位波动。的结果进行了比较与最近的测量的高频电导率。此外,我们得到的温度T*,在费米能量的状态密度开始被抑制,温度Tc*,其中库珀对形成,和超导转变温度Tc,其中它们的相位变得相干。我们发现了一个交叉从相位波动为主的制度与Tc proportinal到ns的欠掺杂铜酸盐的BCS状制度的过掺杂材料。
2002-02-16 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
Dynamical Mean Field Theory of the Gutzwiller-projected BCS Hamiltonian: Phase Fluctuations and the Pseudogap
高温超导中最突出的问题之一是欠掺杂区域中赝能隙相的性质,特别重要的是相位涨落的作用。Gutzwiller投影BCS哈密顿量是高温超导的一个有用的模型,这是由于在半填充时精确映射到海森堡模型,并且通常在中等掺杂时与t-J模型非常密切的联系。我们发展了具有就地排斥作用的d波BCS哈密顿量$U$的动力学平均场论,物理上施加部分Gutzwiller投影。对于结果,确定了两个赝能隙能量尺度:一个与裸配对间隙的单重态形成和其他与本地相位相干。由态密度的相干峰确定的实际超导能隙显示出由$U$引起的裸值的强重整化。
2007-11-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the BCS-BEC crossover in the 2D Asymmetric Attractive Hubbard Model
分析了在塞曼磁场($h$)存在下,二维非对称吸引哈伯德模型中紧束缚局域对(LP's)从弱耦合(类BCS极限)到强耦合极限的演化.采用对称性破缺的Hartree近似。我们还应用Kosterlitz无(KT)的情况下,以确定相位相干温度。我们得到了自旋相关的跳跃积分($t^{\uparrow}\neq t^{\downarrow}$)在强吸引和低填充的情况下可以稳定基态的均匀极化超流(SC $_M$)相.在($h-μ$)和自旋极化($P$)与吸引力($U<0$)的基态相图中发现了从非极化超流相(SC $_0$)到SC $_M$的拓扑量子相变(Lifshitz型)和三临界点.建立了$t^{\uparrow}\neq t^{\downarrow}$的有限温度相图。
2013-09-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Temperature dependence of the upper critical field in disordered Hubbard model with attraction
利用推广的$DMFT+Σ$方法研究了无序对吸引哈伯德模型中上临界磁场温度行为的影响。我们考虑了吸引势$U$的宽范围-从弱耦合极限到强耦合极限,在弱耦合极限中,超导性由BCS模型描述,在强耦合极限中,超导转变与在显著高于超导转变温度的温度下形成的紧凑库珀对的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)有关,以及宽范围的无序-从弱到强,当系统处于Anderson转变附近时。耦合强度的增长导致$H_{c2}(T)$的快速增长,特别是在低温下。在BEC极限和BCS - BEC交叉区域,$H_{c2}(T)$依赖性几乎成线性.无序也导致$H_{c2}(T)$的普遍增长。在BCS弱耦合极限下,无序度的增加导致相变点附近上临界场斜率的增大和低温区$H_{c2}(T)$的增大。在Anderson跃迁附近的强无序极限中,局域化修正导致$H_{c2}(T)$在低温下的额外生长,从而使$H_{c2}(T)$依赖性变为凹的.在BCS-BEC交叉区和BEC极限区,无序对上临界场的斜率影响很小,接近于$T_{c}$。然而,在低温区域中,$H_{c2}(T)$可以在安德森转变附近显著地无序生长,其中局部化校正显著地增加$H_{c2}(T=0)$,也使得$H_{c2}(T)$依赖性凹。
2017-09-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron-hole pair condensation at the semimetal-semiconductor transition: a BCS-BEC crossover scenario
我们采取行动的建议,激子绝缘体状态可能会分离-在非常低的温度-从半导体的半金属,并要求这些过渡的性质。通过对扩展Falicov-Kimball模型中电子-空穴对的分析,我们发现在固态系统中,通过调节两种物质之间的库仑吸引力,可以实现库珀型电子对的BCS跃迁和预先形成的紧束缚激子的玻色-爱因斯坦凝聚之间的连续交叉.在正常状态下,这种交叉的前兆可能会导致在几个强关联的混合价化合物中观察到的输运异常。
2012-03-19 cond-mat.str-el
Temperature dependence of the bulk energy gap in underdoped Bi-2212: Evidence for the mean-field superconducting transition
要理解高温超导的这一令人困惑的现象,需要关于体电子态密度随温度变化的可靠光谱信息。在这里,我提出了一个全面的分析$T-$演变的体电子光谱在Bi-2212获得的本征隧道光谱小台面结构。通过消除自热问题和提高光谱分辨率,获得了非生物光谱信息。所获得的数据表明,超导过渡保持平均场字符到中度欠掺杂,并与超导能隙,这是很好地描述了由传统的BCS $T-$依赖的突然开放。平均场临界温度在最佳掺杂时达到最大值,并随着欠掺杂而降低。这样的行为与假设超导和反铁磁自旋能隙之间存在密切联系的理论不一致,并且支持将高温超导性与竞争基态和接近最佳掺杂的量子临界点的存在相关联的提议。
2009-02-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tracking unconventional superconductivity in the presence of strongly correlated Fermi arcs
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);Department of Materials Science and Engineering and Materials Research Institute, The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系及材料研究所)
本文研究了强相关费米弧模型中费米弧与d波超导竞争的机制,通过精确求解发现费米弧对超导临界温度Tc有抑制作用,且间隙与Tc比值超过平均场极限。
2026-09-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Excitonic BCS-BEC crossover at finite temperature: Effects of repulsion and electron-hole mass difference
本文用具有排斥和吸引相互作用的双带哈伯德模型研究了光激发半导体中电子-空穴对从BCS到玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的交叉.应用自洽的t矩阵近似结合局部近似,我们研究了正常相位和激子不稳定性的性质。研究了从正常相到e-h对凝聚态的转变温度,阐明了从e-h类BCS态到激子玻色-爱因斯坦凝聚的跃迁,这种跃迁是随着e-h吸引强度的增加而发生的.为了研究排斥相互作用和电子-氢质量差的影响,我们计算了相互作用强度,电子-氢粒子密度和质量差的各种参数的转变温度。虽然e-h BCS区域的转变温度受到排斥相互作用的充分抑制,但激子BEC的转变温度对其基本不敏感。我们还定量地表明,在整个区域中,质量差异导致转变温度的大幅抑制。
2006-06-05 cond-mat.str-el
s-s*-d-wave superconductor on a square lattice and its BCs phase diagram
我们研究了一个扩展的哈伯德模型,该模型考虑了原位排斥和最近邻吸引,试图模拟掺杂铜氧化物超导态的一些实验特征。我们画出并讨论了相图作为一个功能的电子之间的有效相互作用的掺杂浓度范围很广。通过对模型参数的限制,我们确定了与铜酸盐相关的区域。我们还研究了温度和正交性对能隙函数的对称性和大小的影响,并将模型映射到一个更简单的线性化哈密顿量上,从而产生类似的相图。
1998-01-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pairing boost from enhanced spin-fermion coupling in the pseudogap regime
本文通过动力学簇近似分析空穴掺杂Hubbard模型,发现欠掺杂区自旋涨落打开赝能隙,且自旋-费米子耦合介导反节点费米子间巨大吸引,从而解释了超导在欠掺杂下存续的原因。
2025-07-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Resonant pair-exchange scattering and BCS-BEC crossover in a system composed of dispersive and heavy incipient bands: a Feshbach analogy
我们从理论上表明,具有非常不同的质量的两个频带系统窝藏的共振对散射,导致新的配对属性,突出的Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)交叉。最重要的是,带间的对交换耦合在每个带中诱导有效的带内吸引,增强超流性/超导性。这种效应是一种苏赫-近藤机制,当第二个能带具有重质量并且处于初始状态(接近但刚好高于化学势$μ$)时,这种效应会特别增强,我们称之为共振对散射。通过阐明有效相互作用和能隙函数对$μ$的依赖性,我们可以将共振对散射与费什巴赫共振进行类比。
2021-11-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Generalization of BCS theory to short coherence length superconductors: A BCS--Bose-Einstein crossover scenario
BCS理论被认为是凝聚态物理中最成功的理论之一。在普通金属超导体中,相干长度$ξ$很大,并具有两个重要特征:序参量(OP)和激发能隙(EG)相同,对的形成和玻色凝聚发生在相同的温度Tc。它无法解释低掺杂铜酸盐超导性:EG在Tc是有限的,因此不同于OP。由于这些超导体属于一个大类的小$ξ$材料,这种失败有可能产生广泛的影响。在这里,我们以一种自然的方式将BCS理论扩展到短$ξ$超导体,基于BCS-BEC交叉方案,并得出一个简单的物理图像,其中非相干的有限动量对随着配对相互作用变得越来越强而变得越来越重要,导致EG和OP之间的区别。从费米子角度来看的超导性和从玻色子角度来看的BEC只是同样的硬币。我们的理论能够做出可验证的定量预测。我们得到一个铜酸盐相图(一个自由参数),(半)定量与实验一致。费米子准粒子和玻色子对激发的相互补偿贡献为面内超流密度随T的准普适行为提供了一个自然的解释。我们的玻色子对激发也提供了一个内在的机制,长期神秘的线性T项的比热。非相干对的贡献导致新的低T幂律,与现有的实验一致。最后,我们证明了超导长程序的开始导致在Tc的比热尖锐的功能,与实验一致。
2018-01-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergence of Fermi-liquid and BCS physics in overdoped cuprates
Cornell University(康奈尔大学);Canadian Institute for Advanced Research(加拿大高等研究院);Stanford University(斯坦福大学)
该研究从BCS视角解释过掺杂铜基超导体的物理特性,提出正常态和超导态的理论处理方式,并通过可检验预测验证其一致性。
2026-07-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Striped superconductors in the extended Hubbard model
我们提出了一个极小模型的掺杂莫特绝缘体,同时支持反铁磁条纹和d波超导。我们探讨的超导铜氧化物的全球相图的影响。在不受限制的平均场水平上,铜酸盐的各个阶段,包括弱和强的赝能隙阶段,以及两种不同类型的超导性在欠掺杂和过掺杂制度,找到一个自然的解释。我们认为,在欠掺杂的一面,超导体本质上是不均匀的-条纹的超导性和磁性的共存-和全球相位相干性是通过约瑟夫逊耦合的超导条纹。在过掺杂侧,状态是整体均匀的,并且超导性是经典的BCS类型。
2000-04-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity without attraction in a quasi-one-dimensional metal
利用变分波函数研究了一维导体阵列的横向跳跃耦合和相互作用。该波函数被设计为考虑一维相关效应。我们表明,在广泛的条件下,我们的系统具有超导基态,即使没有吸引力。超导机制是多体性质,并大大偏离BCS。绘制了模型的相图。它由两个相互竞争的有序相组成:密度波,自旋或电荷,以及非常规超导性。这些阶段由第一阶过渡分开。超导序参量的对称性是一种非普适性质。这取决于哈密顿量的细节。在我们的模型框架内,可能的选择是三重态$f$波和单重态$d_{xy}$波.有机准一维超导体具有相似的相图。
2008-11-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quenching the Superconducting State of Cuprate Compounds with Electric Currents: A Variational Study
我们研究了铜氧化物超导体在外加电流作用下的性质,采用改进的Gutzwiller投影d波BCS态。母态包括准粒子和准空穴口袋,变分确定的大小,产生的电流。我们确定了两种不同的机制,在临界电流的超导性的破坏:在高空穴掺杂(x>0.15)的口袋增长,并完全破坏了间隙,在BCS类机制;在欠掺杂制度,超流刚度消失在最大相位扭曲与配对仍然完好无损。该结果指示保留配对相关性的假间隙“正常”状态。临界电流作为掺杂的函数显示出类似于Tc的圆顶形状。我们预测独特的签名的电流诱导的费米口袋,可以看到在角度分辨光发射光谱。
2010-07-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The influence of magnetic field on the superconducting properties and the BCS-BEC crossover in systems with local fermion pairing
这个博士学位的目的。本论文的目的是研究在晶格上具有局域费米子配对的系统中,在塞曼磁场存在下的超导性质。研究了自旋极化扩展哈伯德模型中基态和有限温度下,随着吸引力的增加,紧束缚局域对(BEC)从弱耦合(BCS-样)极限到强耦合极限的演化.分析也被扩展到自旋相关的跳跃积分(质量不平衡)的情况下,特别注意在基态的BCS-BEC交叉物理。使用的方法包括:平均场近似(BCS-Stoner型)和二维Kosterlitz-无扰动(KT)方案中相位相干温度的估计。在有限温度下,在自旋极化的吸引哈伯德模型(AHM)中,在三维中分析了BCS-BEC交叉,超出了平均场近似。在这种情况下,超导转变的临界温度内确定的自洽T矩阵方法。利用强耦合展开将自旋极化AHM映射到晶格上的硬核玻色子模型上。
2013-09-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unfrustrating the t-J Model: d-wave BCS Superconductivity in the $t'$-$J_z$-$V$ Model
t-J模型被认为是一个极小模型,它可能能够描述铜氧化物超导体的低能物理。然而,虽然t-J模型在外观上很简单,但要详细了解它的相图却很困难。因此,我们的动机是研究修改的t-J模型,使其相图和机制的d-波超导可以理解分析,而无需不受控制的近似。我们考虑的改进模型是正方形晶格上的$t'$-$J_z$ - $V$模型,它具有次近邻跳跃$t'$(而不是最近邻跳跃$t$),Ising(而不是Heisenberg)反铁磁耦合$J_z$和最近邻排斥$V$。在一定的强相互作用极限下,基态是一种反铁磁超导体,可以用哈密顿量精确描述,其中唯一的相互作用是最近邻吸引。BCS理论可以应用于任意的解析控制,由此可以产生无节点的d波或s波超导。
2020-04-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Bound state formation and nature of the excitonic insulator phase in the extended Falicov-Kimball model
受中价Tm[Se,Te]化合物中压力诱导激子凝聚的可能性的启发,我们研究了由有限的f-空穴价带宽扩展的Falicov-Kimball模型.计算的Frenkel型激子传播子,我们得到激子的束缚态以上的局部带间库仑吸引力的特征值。根据系统参数,c-和f-态之间的相干性可能在低温下建立,从而导致激子绝缘体相。我们发现强有力的证据表明,激子绝缘体代表电子-空穴对的BCS凝聚体(弱耦合制度)或预形成激子的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)(强耦合制度),随着库仑相关性的增加,这指向BCS-BEC转变情景。
2008-09-22 cond-mat.str-el
BCS-BEC crossover driven by small Fermi pockets of a high-Tc cuprate superconductor
The University of Tokyo(东京大学);Tokyo University of Science(东京理科大学);Shizuoka University(静冈大学);Diamond Light Source Ltd(钻石光源有限公司);Stanford Synchrotron Radiation Lightsource, SLAC National Accelerator Laboratory(斯坦福同步辐射光源,SLAC国家加速器实验室)
通过角分辨光电子能谱和量子振荡,在四层铜氧化物Ba2Ca3Cu4O8(F,O)2中观察到小费米口袋与大超导能隙共存,标志着BCS-BEC交叉,且该交叉随载流子浓度增加在窄掺杂范围内突然出现。
2026-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron-hole pair condensation in graphene bilayer
我们考虑配对的电子和空穴,由于它们的库仑吸引力在两个平行的,独立的门控石墨烯层,由一个障碍。在弱耦合下,存在类BCS对-凝聚态。尽管电子和空穴的行为类似于无质量的狄拉克费米子,但石墨烯双层中的BCS类电子-空穴配对问题与通常的耦合半导体量子阱中的问题非常相似。这是由于电子波函数的Berry相位和屏蔽特性的不同造成的。我们估计了不同层间距和载流子浓度下单粒子激发谱的能隙值。讨论了无序的影响。当周围介质的介电常数足够大时,即使在任意小的载流子浓度下,弱耦合机制也成立。在石墨烯中不存在局域电子-空穴对,因此系统相对于耦合强度的行为与通常的BCS-BEC交叉有很大不同。
2008-12-28 cond-mat.str-el
Superconducting phase coherence in the presence of a pseudogap: Relation to specific heat, tunneling and vortex core spectroscopies
在本文中,我们演示了如何使用BCS理论的自然推广,超导相位相干性表现在相位不敏感的测量,当有一个从高于Tc到低于Tc的激发间隙Δ的平滑演变。在这种情况下,我们解决了低掺杂的铜酸盐。我们的前提是,正如费米液体理论在Tc以上失败一样,BCS理论在Tc以下失败。序参量Δ_{sc}与激励间隙Δ不同。同样地,在高于Tc的激发谱中存在(伪)间隙,其也存在于超导相的基本正常状态中,并且可以从比热和涡核实验直接推断。同时,BCS理论的许多特征,例如,低于Tc的费米子准粒子,明显存在。这些观察结果可以通过BCS理论的自然扩展来调和,BCS理论除了通常的费米子准粒子外,还包括有限的质心动量对激发。应用这一理论,我们发现库珀对的玻色凝聚,反映在Δ_{sc}中,导致谱函数在$T \le T_c$一次出现尖峰。这些都表现在ARPES谱以及比热跃变中,随着赝能隙的发展,它们变得更像λ跃迁中的行为。最后,我们讨论了隧道实验和凝聚能的问题。C_v的理论曲线和实验曲线以及隧道和涡核光谱测量的比较是好的。
2000-09-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Origin of Fermi Arcs in Cuprate Pseudogap States and Strong Constraints on Viable Theories of High-Temperature Superconductivity
在欠掺杂高温超导体中,当温度T高于赝能隙温度T* 时,存在完整的费米面。在T* 以下,仅费米表面的弧存活,当T -> 0时与T/T* 成比例,其中T* 显示出强掺杂依赖性。对于这种行为没有公认的解释。我们发现,推广BCS理论的正常超导性,包括d-波对和反铁磁性导致的起源和掺杂的T* 规模的依赖性,和费米弧的定量描述。这些结果对可行的高温超导理论提出了强有力的限制。
2007-10-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con nucl-th
Crossover between BCS Superconductor and Doped Mott Insulator of d-wave Pairing State in Two-Dimensional Hubbard Model
针对高温超导铜氧化物,采用变分Monte Carlo方法,研究了正方晶格上Hubbard(t-t '-U)模型的相关dx 2-y2波超导(SC)态和反铁磁(AF)态的性质.我们采用简单的试探波函数,其中只包括关键的参数,如一个必不可少的描述相关的SC和正常状态的掺杂莫特绝缘体的doublon-holon结合因子。系统地计算了有关量与U/t、t ′/t和δ(掺杂率)的关系。随着U/t的增加,对于任何t '/t,在U_co/t \sim 10处发生SC性质的急剧交叉,从常规BCS类型到动能驱动类型。随着δ的减小,Uco/t平滑地连接到半充满时的Mott转变点。对于U/\lsim 5,没有发现与铜酸盐对应的稳定超导性,而d波SC关联函数Pd^ \infty在U=U_co时迅速增大,并在U=U_co时达到最大值.比较Pd^ \infty的δ依赖性与实验观测到的圆顶形Tc和凝聚能,我们发现铜酸盐的$U$的有效值应大于带宽. t-J模型是有效的。从动能分析可知,当U>U_(co)时,只有掺杂空穴(电子)成为载流子,形成小的费米面(空穴袋);当U<U_(co)时,所有电子(空穴)都对导电有贡献,形成大的费米面,这与铜氧化物的特性相矛盾。通过引入适当的负(正)t '/t,SC(AF)状态被稳定。在欠掺杂状态下,U>U_co的SC强度由两个因素决定,即,AF自旋相关性,它创建单线对(赝能隙),和由莫…
2012-12-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charged Vortices in High Temperature Superconductors Probed by NMR
本文首次报道了从核四极频率的高分辨率测量中得到的高温超导体中涡旋捕获有限电荷的实验证据。过掺杂的YBa_2Cu_3O_7中涡旋带负电荷,而欠掺杂的YBa_2Cu_4O_8中涡旋带正电荷,而电子被排斥。捕获电荷的符号与传统BCS理论预测的符号相反。此外,在这两种材料中,电荷的大小与理论的偏差也很大。这些意想不到的功能可以归因于在HTSC中的涡旋的新颖的电子结构。
2001-01-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coherent quasiparticle weight and its connection to high-T_c superconductivity from angle-resolved photoemission
在传统的超导体中,配对能隙(Δ)和超导相位相干性齐头并进。随着温度的降低,在相变温度Tc处出现了能隙和相位相干。而在欠掺杂的高温超导体中,赝能隙出现在更高的温度T^* 处,并在T_c处平滑地演化为超导能隙。另一方面,相位相干性仅在T_c处建立,通过激发光谱中尖锐的准粒子(QP)峰的出现来表示。这两种超导体的另一个重要区别是2Δ/ T_c=R。在BCS理论中,R~3.5是常数。在HTSC中,该比率变化很大,在欠掺杂区域继续增加,其中带隙增加而T_c减小。在高温超导体中,d波隙的最大值是z_AΔ_m/T_c,z_A是相干激发在谱函数中的权重。这是极不寻常的,因为在几乎所有的相变中,T_c仅由能量标度决定。我们进一步表明,在低温极限下,z_{\it A}随着掺杂x的增加而单调增加。在欠掺杂到最佳掺杂区域中,生长是线性的,即z_A(x)\propto x,并且在过掺杂样品中减慢。z_A随温度的降低与c轴超流密度的降低相似。
2000-07-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Two Energy Gap Preformed-Pair Scenario For the Cuprates: Implications for Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
我们展示了如何,在一个预先形成的对方案的铜酸盐pseudogap,角分辨光电子能谱的节点和波腹响应必然有非常不同的温度$T$依赖性。我们研究的行为和对比$T$的依赖性的温度范围低于和高于$T_c$。我们的计算基于完全微观的$T$矩阵方法,用于解决吸引力比BCS强且相干长度异常短的情况下的配对相关性。以前,不同的节点和反节点的响应提供了强有力的支持的“两个间隙的情况下”的铜氧化物的赝间隙竞争超导性。相反,我们的理论支持一个图片中的pseudogap来自配对相关性,确定两个间隙组件与非凝聚和凝聚对。它导致相当好的协议与一系列不同的实验在适度欠掺杂制度,我们强调,在这里没有明确的曲线拟合。我们的理论是微观的,而不是现象学的。我们简要地解决了更严重的欠掺杂制度中的行为是更复杂的。
2009-04-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Origin of the pseudogap phase: Precursor superconductivity versus a competing energy gap scenario
在过去的几年里,越来越多的证据表明,在欠掺杂的铜氧化物中,存在着表征超导性的多种能量尺度。与BCS超导体中的情况相反,相位相干温度Tc不同于能隙起始温度T*。此外,热力学和隧道光谱导致的推论,序参量$Δ_{sc}$是从激发间隙$Δ$区分;以这种方式,赝隙效应持续低于Tc。许多人认为,这些不同的能量尺度的存在表明赝能隙与超导性无关。在本文中,我们表明,这种推断是不正确的。我们证明了序参量和激发能隙之间的差异以及T* 和Tc对空穴浓度$x$和磁场$H$的对比依赖关系遵循BCS理论的自然推广。这种简单的广义形式是基于BCS类基态,但在任意吸引耦合$g$的存在下具有自洽确定的化学势。我们已经成功地将这种平均场论应用于隧道效应、输运效应、热力学效应和磁场效应。我们对比本方法与相位波动的情况下,并讨论了关键功能,可能会区分我们的前体超导图片,涉及竞争的序参量。
2001-07-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A tale of two pairs: on the origin of the pseudogap end point in the high-T$_{c}$ cuprate superconductors
本文从RVB视角研究无序二维t-J模型,用自旋-电荷分离解释d波配对的抗无序稳健性,并提出x*处Mott转变连接赝能隙终点与过掺杂侧超导消失。
2024-06-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Testing for topological order in variational wavefunctions for Z(2) spin liquids
我们确定了自旋液体莫特绝缘体|0>定义的Gutzwiller投影BCS状态在半填充是Z(2)细分。我们构造了一个试验vison [Z(2)vortex]态|通过投影穿过圆柱体/环面的孔的(hc/2 e)涡流,并检查其与|0>使用分析和数值计算。我们发现在热力学极限下重叠一般为零,因此自旋液体是Z(2)分馏的。我们指出,这些结果的相关性的数值研究的Hubbard模型和自旋模型,最近被报道拥有自旋液相。我们还考虑了欠掺杂高温超导体中Z(2)分数化的磁通俘获实验的可能影响。
2004-05-17 cond-mat.str-el
Why the anti-nodal quasiparticle dispersion is so flat in the superconducting cuprates?
在$T_{c}$以下的波腹区出现的相干准粒子峰和峰-谷-峰结构的发展是欠掺杂高$T_{c}$铜氧化物最显著的非BCS特征,其中在$T_{c}$以上的波腹区不能定义相干准粒子。峰-谷-峰结构通常被解释为电子与某些玻色子模耦合的结果。然而,这样的电子-玻色子耦合图像并没有回答\textit{why the quasiparticle dispersion is so flat in the anti-nodal region}的问题,这是一个完全出乎Bogoliubov准粒子在d波BCS超导体中的行为。在这里,我们表明,尖锐的准粒子峰在反结区域应被理解为一个新的极点,在电子格林函数产生的强耦合的电子扩散自旋涨落周围的反铁磁波矢$\mathbf{Q}=(π,π)$,而不是一个几乎自由的Bogoliubov准粒子在d波BCS超导体。更具体地说,我们发现,从散射与扩散自旋起伏的电子的正常的自能表现出自己主要作为一个水平的排斥效应,是负责减少准粒子的色散和准粒子耗散率在波腹区域。我们认为,峰谷分离的反节谱不应该被解释为能量的配对胶。
2020-08-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Reduced superfluid density in a doped spin liquid candidate
量子自旋液体(QSL)将是超导性的一个奇特阶段。掺杂QSL的一个有希望的候选者是有机三角晶格系统,kappa-(BEDT-TTF)4 Hg 2:89 Br 8,其具有非费米液体和QSL性质的磁性,并在冷却时显示超导性。在这里,我们报告说,它的超流密度是有害的减少,表明存在大量的非相干谱重量和弱超导相刚度。此外,超导转变温度与标称费米温度的比率高达0.1,超出典型BCS值的数量级。在一个没有竞争秩序的系统中,这些观察结果使低掺杂铜氧化物中的类似问题复杂化,为掺杂莫特绝缘体中神秘的失踪超流密度提供了线索。
2022-06-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic mechanism of high-temperature superconductivity revealed by ab initio studies on hole-doped multilayer cuprates HgBa$_2$Ca$_2$Cu$_3$O$_8$ under pressure
Sophia University(上智大学);The University of Tokyo(东京大学)
通过变分求解器结合神经网络求解HgBa2Ca2Cu3O8的从头算哈密顿量,发现高压下Tc提升源于电子跳跃增强、局域库仑排斥减弱及非局域库仑排斥大幅降低,并揭示配对机制为局域吸引势,源于强局域排斥的“排斥减弱吸引”。
2026-08-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in doped magnetic moiré semiconductors
本文提出在掺杂的过渡金属二硫族化物莫尔异质双层中,利用层间激子诱导的可调 p 波 Feshbach 共振实现拓扑超导,并预言其具有螺旋 Majorana 边缘模式及半整数量子化自旋热霍尔电导等特征。
2023-04-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evolution of superconductivity from charge clusters to stripes in the $t$-$t'$-$J$ model
Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所)
研究揭示了在$t$-$t'$-$J$模型中,电荷波动如何影响超导态,通过热力学快照发现配对相关性在不同电荷簇间逐渐局域化并最终在基态形成相干态。
2026-03-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional pairs glued by conventional phonons in cuprate superconductors
几乎毫无疑问,t-J(或哈伯德)模型中的超交换,而不是声子,是铜氧化物超导体非常规(“d波”)配对对称性的原因。然而,许多先进的数值研究没有发现超导性的哈伯德模型。另一方面,强电子-声子相互作用(EPI)的令人信服的实验证据目前已经到来。在这里,我简要回顾了一些声子介导的非常规配对机制。特别地,声速的各向异性使得声子介导的电子吸引力在空间中是非局部的,从而在具有弱EPI的常规BCS理论的框架中提供具有非零轨道动量的非常规库珀对。在相反的限制强EPI旋转对称性破缺出现作为一个非常规双极化子之间的库仑排斥减少的结果。利用变分蒙特卡罗方法,我们发现在掺杂的Mott-Hubbard绝缘体或强关联金属中,相对较弱的有限程EPI也能诱导d波BCS态。这些结果告诉我们,不良屏蔽EPI与传统的声子是负责在铜氧化物超导体的非常规配对。
2008-08-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge and spin ordering, and charge transport properties in a two-dimensional inhomogeneous t-J model
利用有限温度量子蒙特卡罗方法和有限Hilbert空间对角化方法,研究了一个接近伊辛极限的二维t-J模型,其中电荷不均匀性被在位势eS稳定.分别考虑了位心条纹和键心条纹,分析了它们的异同。研究了e_s -> 0时电荷不均匀性的幅度。此外,我们表明,反相畴有序发生在一个比电荷不均匀性和电荷本地化的形成低得多的温度。孔-孔相关性表明条纹的金属行为,没有空穴吸引的迹象。计算了动能和电流极化率,并讨论了电荷局域化的迹象。对0.083 < x < 0.167范围内的掺杂依赖性的研究表明,这些特征是整个欠掺杂区的特征。
2001-11-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Kinetic Energy, Condensation Energy, Optical Sum Rule and Pairing Mechanism in High-Tc Cuprates
本文从凝聚能的微观方面研究了高温超导的机制。理论分析是在FLEX近似的基础上进行的,FLEX近似是自旋涨落诱导超导的微观描述。在强关联电子系统中,相变大多数是由与动能成正比的关联能引起的。然而,我们表明,动能合作诱导的超导性在欠掺杂区。这种低于T_c的动能的异常降低是由反馈效应引起的。反馈效应不仅导致磁共振模的产生,而且引起电子色散的扭结,从而改变准粒子的质量重整化和寿命等性质。从BCS行为到这种不寻常行为的交叉发生在空穴掺杂中。另一方面,在电子掺杂区,动能在T_c以下的降低并不发生。本文讨论了它与光学和定则破坏的最近证明的关系。
2004-12-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Simple Mechanism for Unconventional Superconductivity in a Repulsive Fermion Model
出于缺乏简单和易于分析的超导模型从强排斥相互作用,我们介绍了一个简单的紧束缚晶格模型的费米子与排斥相互作用,表现出非常规的超导性(超越BCS理论)。该模型类似于理想化的导体-电介质-导体三层。库珀对由介导吸引的电介质的相对侧上的电子组成。在强耦合极限下,我们用简并微扰理论证明了该模型简化为超导硬核玻色-哈伯德模型。在超导临界温度以上,赝能隙物理的模拟结果是费米子保持库珀配对,具有大的单粒子能隙。
2019-02-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observing Spatial Charge and Spin Correlations in a Strongly-Interacting Fermi Gas
Laboratoire Kastler Brossel, ENS-Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Collège de France(卡斯勒-布罗塞尔实验室,巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学,法国国家科学研究中心,索邦大学,法兰西公学院);Institute of Modern Physics, Northwest University(西北大学现代物理研究所);JILA, National Institute of Standards and Technology, and Department of Physics, University of Colorado(科罗拉多大学物理系,美国国家标准与技术研究院JILA实验室);Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité, UMR 5589, FERMI, UT3, Université de Toulouse, CNRS(碰撞与聚集体反应实验室,图卢兹第三大学,法国国家科学研究中心)
研究通过原位探测二维吸引费米气体中的空间电荷和自旋相关性,揭示了配对行为和二阶、三阶相关函数的演化,发现非局域反相关性,并验证了BCS理论的不足。
2025-10-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph