Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov State in Heavy Fermion Superconductors
Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)态是一种新的超导态,它在强磁场中形成总动量不为零的库珀对(\uparrow,-k+q \downarrow),而不是通常的BCS对(\uparrow,-k \downarrow). FFLO态的一个迷人的方面是,它表现出空间振荡的序参量和自旋极化的非均匀超导相。FFLO态在各个研究领域都很有意义,不仅在固态物理中的超导体中,而且在超冷原子气体的中性费米子超流和高能物理中的色超导中。尽管对各种超导体进行了广泛的研究,但还没有对FFLO状态进行无可争议的实验验证,主要是因为超导材料所需的条件非常严格。在几类材料中,某些重费米子和有机超导体被认为提供有利于形成FFLO态的条件。本文综述了重费米子超导体中FFLO态的实验和理论研究进展。特别是,我们解决最近发现的准二维超导体CeCoIn_5,这是一个强有力的候选人形成的FFLO状态。
2007-02-21 cond-mat.supr-con
Topologically protected surface Majorana arcs and bulk Weyl fermions in ferromagnetic superconductors
最近发现了一些铁磁超导体,它们被认为处于所谓的“等自旋配对”(ESP)状态。在ESP状态下,库珀对凝聚形成在自旋扇区中解耦的序参数$Δ_{\uparrow\uparrow}, Δ_{\downarrow\downarrow}$。我们表明,这些三维系统通常应该支持拓扑保护的表面马约拉纳弧和体外尔费米子作为无间隙激发。在最近发现的非中心对称超导体中,在塞曼场的存在下,类似的被保护的低能奇异准粒子也应该出现。被保护的表面电弧可以通过角分辨光电发射(ARPES)以及扫描隧道显微镜(STM)实验来探测。
2011-11-26 cond-mat.supr-con
Electron-fluctuation interaction in a non-Fermi superconductor
研究了非费米超导体的振幅涨落对二维Anderson非费米系统能谱的影响。经典涨落给出了费米子激发中诱导的赝能隙的温度依赖性。
1998-09-10 cond-mat.supr-con
Majorana fermions on the Abrikosov flux lattice in a $p_x+ip_y$ superconductor and thermal conductivity in superclean regime
我们证明了手征$p$波超导体中Abrikosov涡旋的周期晶格在涡旋间距离小于临界距离的条件下一般支持零能量的费米子态。零模出现在重叠涡旋核态形成的电子磁布洛赫带与费米能级的交叉处。布洛赫带对由涡旋位置波动引起的晶格无序具有鲁棒性,并且可以传输穿过晶格的能量流。讨论了电子热导率中Bloch带零模的标志。
2013-02-07 cond-mat.supr-con
Topological and Transport Properties of Dirac Fermions in Antiferromagnetic Metallic Phase of Iron-Based Superconductors
本文研究了铁基超导体反铁磁金属态中的狄拉克费米子。推导出一个有效的狄拉克费米子的哈密顿量,我们发现,存在两个狄拉克锥携带相同的手征,相反的石墨烯,补偿费米表面的二次能量色散作为一个非平凡的拓扑性质固有的能带结构的结果。我们还发现狄拉克费米子的存在给出了霍尔系数和热电势之间的变号温度差。这与现有的实验数据是一致的。
2010-06-15 cond-mat.supr-con
Observation of broken time-reversal symmetry in the heavy fermion superconductor UPt$_3$
序参量的对称性表征了非常规超导体的不同相态。在重费米子超导体UPt $_3$的情况下,一个关键的问题是它的多个超导相是保持还是破坏时间反演对称性(TRS)。我们测试了在垂直入射下从UPt $_3$单晶反射的左右圆偏振光之间的相移的不对称性,发现这种所谓的极性克尔效应仅出现在两个零场超导转变温度中的较低温度以下。我们的研究结果提供了证据,打破TRS在低温超导相的UPt $_3$,这意味着一个复杂的两个组件的序参量在这个系统中的超导性。
2014-10-06 cond-mat.supr-con
Odd-frequency pairing in a nonunitary p-wave superconductor with multiple Majorana fermions
奇频库珀对由于便于研究包括马约拉纳费米子在内的拓扑超导体的边缘态而受到人们的关注。虽然一个无自旋p波超导体在一个拓扑相中只有一个马约拉纳费米子,但有磁场的系统可以达到多个马约拉纳费米子的拓扑相。为了区分这些多个马约拉纳费米子相位,我们相关的能谱与奇频率对振幅增加系统的大小。系统大小依赖性告诉我们三条信息:边缘处的马约拉纳费米子数量的奇偶性,具有不同局域长度的马约拉纳费米子对应的低能模的数量,以及马约拉纳费米子的指纹。此外,我们提出的空间依赖性的奇频f矢量,这是从奇频对振幅和自旋结构的奇频库珀对。我们发现,奇数频率的f向量是固定在同一方向上的任何拓扑相位。此外,我们还发现奇频库珀对的自旋态倾向于朝向磁场的方向。我们的研究结果强调了奇频库珀对可以作为多个马约拉纳费米子的检测和拓扑相位之间的区别的一个很好的指标。
2022-05-06 cond-mat.supr-con
Optical Responses of Chiral Majorana Edge States in Two-Dimensional Topological Superconductors
马约拉纳费米子以电荷中性准粒子的形式存在于二维拓扑超导体的边界上。中性使得从实验和理论的角度来看,这种状态的检测具有挑战性。目前的方法在很大程度上依赖于输运测量,其中马约拉纳费米子通过在铅接触点诱导电子对隧穿来表现自己。在这里,我们表明,手性马约拉纳费米子在TSC产生{增强}的本地光学响应。局域光学电导率的特征不仅将它们与普通的超导体或绝缘体区分开来,而且还将它们与量子霍尔系统中的正常费米子边缘态区分开来。我们的研究结果提供了一个新的实用方法来检测色散马约拉纳费米子,并可能导致这一研究领域的一个新的方向。
2021-06-09 cond-mat.supr-con
Probing Topological Superconductors with Sound Waves
介绍了一种新的探测拓扑超导体的方法。超态费米子的积分产生拓扑$\mathbf{Chern-Simons}$声音作用。位错在样品内部诱导出马约拉纳零模,从而产生一个新的哈密顿量,该哈密顿量耦合了马约拉纳模、电子场和非阿贝尔应变场声。该哈密顿量用于计算反常声吸收。拓扑超导体在超导能隙以下由于准粒子和马约拉纳费米子之间的跃迁而吸收声音。声波为探测马约拉纳费米子提供了新的工具。
2015-01-25 cond-mat.supr-con
Andreev reflection spectroscopy on the heavy-fermion superconductor PrOs$_{4}$Sb$_{12}$: Microscopic evidence for multiple superconducting order parameters
在重费米子超导体PrOs $_{4}$ Sb $_{12}$的单晶体上进行了点接触Andreev反射光谱,低至90 mK,高至3特斯拉。电导谱显示出多种结构,包括零偏峰和谱谷,这被解释为多个配对间隙的签名,其中一个明显具有节点。还测量了用2% Ru代替Os的样品,显示出与非节间隙的出现一致的明显光谱峰。详细分析的光谱演化揭示了磁场\emph{vs.}温度相图的PrOs $_{4}$锑$_{12}$其特征在于由两个不同的超导序参量。
2011-10-24 cond-mat.supr-con
Electronic structure of the heavy-fermion superconductor Ce2Ni3Ge5 and its reference Ce2Ni3Si5 compound by ab initio calculations
本文用全势定域轨道程序计算了压力诱导重费米子超导体Ce_2Ni_3Ge_5及其非超导的混合价等结构(Ibam)超导体Ce_2Ni_3Si_5的能带结构。局域密度近似(LDA)和LDA+U方法。这些研究特别集中在化合物的费米面(FS)的拓扑结构上。结果表明,这些系统中的自由表面十分相似,存在四个带,包括三维类孔和类电子片。然而,特定的FS嵌套属性已被揭示,只有在Ce2Ni3Ge5。他们支持先前假设的存在反铁磁自旋涨落(SF)在重费米子超导状态下,这种锗化物的压力。这样的SF可以负责在该系统中的压力诱导的非常规超导性。
2014-09-09 cond-mat.supr-con
Symmetry-Protected Majorana Fermions in Topological Crystalline Superconductors: Theory and Application to Sr2RuO4
晶体点群对称性被证明可以保护自旋超导体中的马约拉纳费米子。我们阐明了必要的条件,以获得由点群对称性保护的MF。我们认为,超导性在Sr 2 RuO 4主机拓扑相变的拓扑晶体SC,伴随着沿c轴的磁场下的d-矢量旋转。考虑到所有三个带和自旋轨道相互作用,在拓扑晶体SC中确定了受保护的MFs。这种MF的检测提供了证据的d-矢量旋转Sr 2 RuO 4预期从骑士移位测量,但尚未验证。
2013-07-26 cond-mat.supr-con
A superconductor with 4-fermion attraction perturbed by magnetic impurities
本文对Maenkowiak和Tarasewicz提出的具有4-费米子吸引的超导体的哈密顿量进行了修正,在哈密顿量中加入了导电费米子与自旋为1/2的磁性杂质之间的长程磁相互作用$V$。$V$具有简化的s-d相互作用的形式。系统的自由能量密度$f(H,β)$的上限和下限推导和两个边界合并的热力学极限。由此产生的平均场方程的间隙$Δ$和一个参数$y$,表征杂质子系统的解决方案,并找到最小化$f$的磁耦合常数$g$和杂质浓度的各种值。系统的相图被描述为五个不同的相:正常相、未扰动超导相、在激发谱中具有非零能隙的扰动超导相、扰动无能隙超导相和具有完全抑制的超导性的杂质相。
2008-03-19 cond-mat.supr-con
Experimental studies of superconducting gap structure and quantum fluctuations in novel superconductors and heavy fermion compounds
自从一个多世纪前发现超导性以来,它一直是凝聚态物理研究的中心。传统超导体中的电子-声子耦合遵循BCS理论,产生吸引相互作用,导致独特的各向同性和固定符号对对称性基态。在这种有利的相互作用中,很难出现奇异的配对对称性。虽然非常规超导性仍然是一个谜,但由于结构对称性和费米表面(FS)拓扑结构的相互作用,新颖和奇异的耦合对称性的潜力使其成为一个迷人的研究课题。在这篇论文中,我们研究了传统超导体HfIrSi,ZrIrSi和新型超导体ThCoC $_{2}$,CeIr $_{3}$的磁性,输运和微观性质,主要是通过使用各种互补的实验技术,如低温电阻率,磁化强度,热容,和μ子自旋旋转和弛豫测量。
2023-02-21 cond-mat.supr-con
Half quantum vortices and Majorana fermions in triplet superconductors
超流$^3He-A$中的半量子涡旋(HQVs)是1976年提出的一种新的理论。两年前,Yamashita等人报道了一个非常不寻常的核磁共振卫星在旋转超流体$^3He-A$在一个平行板的几何形状。最近,这颗卫星被解释为HQVs。另外,Mota和她的同事们还发现了三重态超导体$UPt_3, Sr_2RuO_4$和$U_{1-x}Th_xBe_{13}$中的强磁通钉扎现象,并用HQVs解释了这一现象。我们将首先回顾一下非常规超导体中单个涡旋周围的束缚态谱,它提供了必要的背景。特别地,我们在某些三重态超导体$UPt_3, Sr_2RuO_4$和$CePt_3Sn$中发现了Majorana费米子的零模。根据这些结果,我们分析了$UPt_3$和$Sr_2RuO_4$中HQVs的微观方面。我们计算了准粒子态密度和HQVs周围的局部磁场,这应该是扫描隧道显微镜(STM),微磁学和中子散射低于300 mK。
2007-11-06 cond-mat.supr-con
Fermions in the vortex core in chiral superconductors
用半经典方法计算束缚在涡旋核上的费米子的能级,我们发现了由贝里相决定的非手征和手征超导体中的状态之间的差异。在具有超流3 He-A对称性的层状超导体中,单量子化涡旋中费米子的束缚态为E=nω 0(不同于s波超导体中的E=(n+1/2)ω 0),因此包含能量为零的态。这与Kopnin和Salomaa在微观理论中得到的结果是一致的。用这种方法计算了杂质对束缚态谱的影响,得到了s波涡旋中单个杂质的Larkin-Ovchinnikov结果:束缚态谱具有双周期ΔE=2ω_0,由两组等距能级组成。然而,同样的方法表明,单个杂质并不改变p波涡旋中的谱E=nω_0。
1999-08-25 cond-mat.supr-con
Topological superconductivity and Majorana fermions in half-metal / superconductor heterostructure
由于半金属在费米能级上是自旋极化的,因此通常认为它对s波超导体几乎没有邻近效应。在这里,我们表明,与界面自旋轨道耦合,$p_x +ip_y$超导性没有自旋简并诱导半金属,我们给出了它的体能隙的估计。因此,单能带半金属可以给出具有单手征Majorana边态的拓扑超导体。我们的能带计算表明,VTe或CrO的两个原子层的$_2$是一个单带半金属的费米能量范围($\sim$ 0.1 eV)宽,因此是一个合适的候选材料。
2011-02-08 cond-mat.supr-con
Revealing sign-reversal $s^{+-}$-wave pairing by quasiparticle interference in the heavy-fermion superconductor CeCu$_2$Si$_2$
最近在超导体CeCu $_2$ Si $_2$中观察到的两个无结能隙引起了人们对它的确切能隙结构是反号($s^{+-}$)还是保号($s^{++}$)配对的激烈争论。在这里,我们调查的准粒子干涉(QPI)使用现实的费米面拓扑结构的弱和强带间杂质散射。我们的QPI和积分反对称局域态密度的计算揭示了$s^{+-}$和$s^{++}$配对状态之间的定性区别,其中包括间隙内杂质共振和两个间隙能量之间的显着的能量依赖性差异。我们的预测提供了一个指导相敏QPI测量发现果断的重费米子超导体CeCu $_2$ Si $_2$真正的配对对称性。
2022-01-05 cond-mat.supr-con
Magnetic skyrmion lattices in heavy fermion superconductor UPt3
对Machida等人提出的UPt $_{3}$的近SO(3)_{spin}对称Ginzburg-Landau理论的拓扑分析表明,存在一类携带两个磁通量单位的新解:磁skyrmion.这些解决方案没有奇异的核心,如Abrikosov涡,并在低磁场,他们成为强II型超导体轻。磁skyrmions互相排斥的$1/r$在距离远大于磁穿透深度$λ$,形成一个相对稳健的三角形晶格。发现$H_{c1}$附近的磁感应强度随着$(H-H_{c1})^{2}$而增加。这种行为与实验结果吻合得很好。
1999-01-02 cond-mat.supr-con
Non-Abelian Topological Orders and Majorana Fermions in Spin-Singlet Superconductors
超导体的非Abel拓扑序的特征是在系统的边缘和宏观凝聚体的涡旋中存在零能量的Majorana费米子,它们服从非Abel统计。本文研究了在Rashba自旋轨道相互作用下自旋单态超导体的非阿贝尔拓扑相。佐藤,澳-地Takahashi和S. Fujimoto,Phys. Rev. Lett. 103,020401(2009)]。我们主要考虑s波对态和d+id对态。在d+ id波配对的情况下,只要费米能级穿过布里渊区中的Gamma点或M点附近的k点,在外加磁场下,Majorana费米子几乎出现在混合态的所有参数区域中;而在s波配对的情况下,强磁场,需要塞曼能量大于超导能隙的超导体来实现拓扑相。我们澄清,马约拉纳费米子在Rashba自旋单重态超导体是更稳定的比自旋三重态p+ip超导体在某些参数区域。我们还详细研究了保证相的拓扑稳定性的拓扑数。此外,作为一个副产品,我们发现,拓扑秩序也实现了传统的自旋(或电荷)密度波态与Rashba自旋轨道相互作用,无质量狄拉克费米子出现在系统的边缘和电荷分馏发生。
2010-09-09 cond-mat.supr-con
Tunneling between Two Helical Superconductors via Majorana Edge Channels
我们讨论电输运通过一个点接触桥马约拉纳费米子模式出现在两个螺旋超导体的边缘。内容集中在干扰和相互作用的影响,独特的马约拉纳费米子和自旋轨道相互作用(SOI)的作用。除了约瑟夫森电流,准粒子电导敏感地依赖于两个超导体之间的相位差和相对螺旋度。马约拉纳费米子之间的相互作用导致的幂律温度依赖性的各种隧道通道的电导。特别是,在SOI的存在下,电导总是随着温度的降低而增加。
2010-04-23 cond-mat.supr-con
Fermi-Liquid Theory for Anisotropic Superconductors
本文发展了一个费米-液体理论,用于研究具有各向异性费米面、费米-液体相互作用和能隙的超导体。对于d波超导体,费米-液体相互作用的影响被发现可分为强大的和可忽略的重整化效应,对称和反对称的$k\uparrow$和$-k\downarrow$准粒子的能量组合,分别。此外,在d波超导体的超流密度的领先的清洁极限温度相关的修正被发现是由费米速度(或质量)重整化效应重整化。提出了一个问题,即高温超导体$_2$ $_3$ O $_{6+x}a$中的穿透深度是否可以用准粒子模型框架内物理上可接受的参数来解释。费米液体的自旋磁化率和零能量磁场诱导态密度的修正也进行了评估。
2000-10-31 cond-mat.supr-con
Anomalous scaling and gapless fermions of d-wave superconductors in magnetic field
研究了弱无序Abrikosov涡格中的d波准粒子问题。从周期晶格出发,在粒子-空穴对称的情况下,得到了无带隙费米子磁晶动量的拓扑结构。此外,如果还存在位心反转对称性,则可以使用指数定理来确定无带隙费米子的位置和数量。在空间非周期性涡旋阵列的情况下,西蒙和李标度被发现违反由于量子异常。发现电子态密度与均方根涡旋位移成比例为$\sqrt{H}f(\bu_{rms}^2/ξ^2)$,而热导率与H无关,但与H=0的情况{ \it不同}。
2007-03-28 cond-mat.supr-con
Majorana resonances and how to avoid them in periodic topological superconductor-nanowire structures
在超导体附近的半导体纳米线是有前途的实验系统马约拉纳费米子,最终可能被用作拓扑量子计算机的积木。在这些超导体-超导体纳米线结构中实验实现马约拉纳费米子的一个严重挑战是将半导体化学势调整到金属超导体附近。我们表明,目前可实现的结构在实验中与可调化学势导致马约拉纳共振,这是有趣的,在自己的权利,但不表现非阿贝尔统计。这对外地提出了一个核心挑战。我们展示了如何克服这一挑战,从而解决了一个关键的障碍,固态实现的拓扑系统包含马约拉纳费米子。我们提出了一种新的拓扑超导阵列结构,其中引入相邻纳米线的超导邻近效应产生具有非阿贝尔统计的Majorana费米子。
2012-02-10 cond-mat.supr-con
Topological properties of spin-triplet superconductors and the Fermi surface topology in the normal state
本文报道了具有时间反演不变性的全能隙自旋三重态超导体的拓扑性质与正常态费米面拓扑之间的密切关系。本文发展了一种计算自旋三重态超导体的Z2不变量和缠绕数的有效方法,并指出了这些拓扑不变量与正常态费米面结构之间的联系。我们还得到了超导态中费米面拓扑与无带隙表面态之间的对应关系。这种对应关系是自旋三重态超导性所固有的。
2009-06-26 cond-mat.supr-con
Comment on "Spectroscopic Evidence for Multiple Order Parameters in the Heavy Fermion Superconductor CeCoIn5"
这是对Rourke等人最近发表的题为“Spectroscopic Evidence for Multiple序参量Parameters in the Heavy Fermion Superconductor CeCoIn 5”(cond-mat/0409562 v1 22 Sep 2004)的论文的评论。我们认为,洛克等人观察到的功能。这是因为它们的接触不在弹道极限内。
2005-02-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the Coexistence Magnetism/Superconductivity in the Heavy-Fermion Superconductor CePt$_3$Si
用零场$μ$ SR技术研究了新发现的重费米子超导体CePt $_3$ Si中磁性和超导电性的相互作用。$μ$ SR数据表明,整个μ子系综感应到磁相中的自发内部场,这表明整个样本体积中都存在磁性。这表明磁性和重费米子超导性之间存在微观共存。
2004-12-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence of Electromagnetic Absorption by Collective Modes in the Heavy Fermion Superconductor UBe13
本文报道了重费米子超导体UBe 13的微波表面阻抗研究结果。我们清楚地观察到一个吸收峰,其频率和温度依赖性的BCS间隙函数的规模。共振吸收成集体模式,与能量近似成正比的超导能隙,提出作为一种可能的解释。
2001-04-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Break junctions of the heavy-fermion superconductors
重费米子超导体的机械可控断裂结可以表现出类约瑟夫森超导异常。但对接触尺寸的系统研究表明,这些反常现象主要是由于麦克斯韦电阻在超导重费米子相中被抑制所致。迄今为止,我们还没有用真空隧道谱发现任何超导特征,这为重费米子界面的破偶效应提供了进一步的证据。
1996-12-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermion Fractionalization to Majorana Fermions in Dimerized Kitaev Superconductor
本文从理论上研究了具有时间反演、粒子-空穴和手征对称性的一维二聚Kitaev超导体模型。粒子-空穴对称性有两个来源,即,亚晶格对称性和超导性。相应地,我们定义了两种类型的拓扑数相对于正常和马约拉纳费米子的手征指数,这提供了一个理想的实验室,以检查两个不同的物理在同一对称类之间的干扰。从这个角度揭示了该模型的相图、零能束缚态和正常金属/超导体结处的电导。特别地,在该模型中,在二聚化的孤子处实现了电子向Majorana费米子的分馏,显示了局域态密度的分裂。
2014-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Classification of Majorana Fermions in Two-Dimensional Topological Superconductors
近年来,马约拉纳费米子(MF)由于其奇异的统计特性和在拓扑量子计算(TQC)中的潜在应用而引起了人们的广泛关注。它们被认为存在于各种二维拓扑系统中,如px+ipy拓扑超导体和超导-超导杂化系统。本文指出了两种不同多边形符号规则的Majorana费米子。通过寻找一阶拓扑量子相变的特征,给出了确定MF分类的“确凿的”数值证据。利用它研究了几种二维拓扑超导体。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing the nodal gap in the pressure-induced heavy fermion superconductor CeRhIn5
我们报告的压力诱导重费米子超导体CeRhIn 5的场取向比热研究。这些实验首次在压力感应超导体中提供了动量相关的超导能隙函数。在超导和反铁磁性共存的阶段,Ce-In平面内的场旋转揭示了态密度的四重调制,这有利于d波序参量,并限制了超导和磁性之间相互作用的理论。
2008-06-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Proposal for the detection of Majorana Fermions in Topological Superconductors
现代光谱学的目标之一是发明理论上提出的检测中性激发的技术。对于超导体,两点输运测量检测到Andreev交叉反射,这证实了Majorana费米子的存在。使用两个压电传感器进行测量可以获得类似的信息。一个传感器测量来自第二个传感器产生的应变场的应力张量响应。应力响应和应变速度之间的比率决定耗散响应。我们将证明耗散应力响应可以用于拓扑超导体。我们将研究磁场中的拓扑超导体,构造一个含有Majorana色散费米子的Abrikosov涡旋格子,用来计算耗散应力响应,识别Majorana费米子和准粒子。
2016-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Very Low Temperature Tunnelling Spectroscopy in the heavy fermion superconductor PrOs$_4$Sb$_{12}$
本文报道了重费米子超导体PrOs $_4$ Sb $_{12}$的扫描隧道谱测量。我们的结果表明,超导能隙在费米面的大部分区域是开放的。偏离各向同性BCS s波行为的超导能隙的值的有限分布方面进行了讨论。
2003-06-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Discovery of parity-violating Majorana fermions in a chiral superconductor Sr2RuO4
我们发现宇称违反马约拉纳费米子在手性超导体Sr 2 RuO 4。电流-电压曲线显示出异常的行为:感应电压是偏置电流的偶函数。依赖于磁场的结果表明,马约拉纳费米子的激发沿封闭的手征边缘电流的单畴偏置电流。我们还讨论了单畴Sr_2RuO_4的手征性变化与自发磁化强度之间的关系。
2009-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductor/normal-metal/superconductor junction of topological superconductors revisited: Fractional Josephson current, fermion parity, and oscillating wavefunctions
分数约瑟夫森效应已知是具有马约拉纳零模(Majorana zero mode,MZM)的拓扑约瑟夫森结的特征现象,其中约瑟夫森电流在两个拓扑超导体之间的相位差中具有$4π$(而不是$2π$)周期性。我们介绍了一个一维模型的拓扑超导体/正常金属/超导体(SNS)结的正常金属(N)区域的有限长度,这是短结和长结限制之间的中间制度。在SN界面弱隧穿的假设下,研究了共振和有限尺寸效应对分数约瑟夫森效应的影响,这是由于N区存在多个离散的能级,其中波函数具有振荡节结结构.通过对通过结的传输振幅的符号变化和两个MZM的费米子宇称的仔细分析,我们发现分数约瑟夫森电流正比于包含两个填充正常能级和两个MZM的总费米子数的宇称。此外,我们阐明了约瑟夫森电流的急剧增强,由于在N区和MZM之间的分立能级的共振。
2021-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological indices, defects and Majorana fermion in chiral superconductors
本文从理论上研究了拓扑不变量在拓扑周期表D类二维手征超导体模型中保护Majorana费米子的作用。揭示了丰富的相图。每个相位的特征在于2d(Z)和1d(Z2)的拓扑不变量,这导致了位错边缘和涡旋核心处的马约拉纳费米子。研究了不同拓扑不变量引起的Majorana费米子的干涉。马约拉纳费米子相对于层间耦合的稳定性,即,在3D中,也进行了检查。
2012-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nuclear magnetic resonance in the heavy fermion superconductors
核磁共振已成为研究强关联电子系统的重要手段,对研究超导性尤为重要。本文综述了核磁共振作为探测超导态技术的基本特征。主题包括自旋弛豫过程,涡旋晶格的研究,以及与非常规配对对称性相关的现象。最近的实验工作进行了审查,特别强调重费米子超导体。
2008-12-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Universal heat transport in a heavy-fermion superconductor
序参量的对称性是超导体的定义性质,也是了解其配对机制的重要线索。虽然d波对称性在高温超导体中被牢固地建立起来,但在重费米子超导体中没有明确的对称性。阐明序参量的一种方法是,通过测量与这些节点相关的零能准粒子携带的热量作为方向的函数,来定位能隙中的量子强加节点。在高Tc超导体中验证了节点线产生独立于杂质散射的普遍热输运。在这里,我们表明,在重费米子超导体CeIrIn 5的热传导也是普遍的,但只有一个电流垂直于其晶体结构的四轴,而不是平行于it.This单轴各向异性是强有力的证据,一行的节点在基面,这是不一致的d波对称性提出的同构超导体CeCoIn 5。这两种材料的不同对称性可以解释为什么这些重费米子化合物的相图由两个独立的超导圆顶组成。
2009-02-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana fermions in spin-singlet nodal superconductors with coexisting non-collinear magnetic order
在固态材料中实现Majorana费米子在拓扑有序和量子信息处理方面引起了人们极大的兴趣。我们提出了一种在超导体中产生马约拉纳费米子的新方法。我们发现,一个初始的非共线磁秩序变成一个稳定的马约拉纳束缚态的涡核中的拓扑超导体的节点自旋单线态超导体;在拓扑稳定的磁点缺陷;和边缘。我们认为,这种奇异的非阿贝尔相位可以实现在三角形和正方形格子上的扩展的t-J模型。在节结超导和磁性的关联电子材料中寻找Majorana费米子是很有希望的。
2013-01-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetoelectric effects in heavy-fermion superconductors without inversion symmetry
我们研究了强电子关联对非中心对称超导体中磁电输运现象的影响,特别强调了它在最近发现的重费米子超导体CePt $_3$ Si中的应用。考虑到电子关联效应在一个正式的准确的方式,我们得到的塞曼场诱导的顺磁超电流的磁电系数的表达式,它的存在被预测了十多年前。结果表明,与重费米子态的质量重整化因子大大降低的Meissner电流相比,顺磁超电流不受费米液体效应的影响.这一结果表明,在重费米子系统中观察磁电效应比在中等有效质量的常规金属中观察磁电效应更可行。
2005-03-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional Majorana fermions on the surface of topological superconductors protected by rotational symmetry
拓扑超导体是在其边界上具有马约拉纳中间带隙态的物质的奇异带隙相。在传统的拓扑超导体中,Majorana能隙态以局域零维模或传播自旋1/2费米子的形式出现,具有准相对论色散关系。在这里,我们表明,非常规的传播马约拉纳状态可以出现在表面的三维拓扑超导体的旋转对称性保护。非常规的马约拉纳表面态分为三种不同的类型:具有$(2S+1)$ -折叠简并度$(S\geq3/2)$的自旋- $S$马约拉纳费米子,携带两个不同拓扑荷的马约拉纳费米子线,以及四重旋转对称相关的自旋-1/2马约拉纳费米子四重态.前两类的光谱性质超越了传统的自旋1/2费米子,是拓扑超导体所特有的,而在拓扑绝缘体中没有对应的。我们证明了在掺杂$Z_2$拓扑绝缘体或具有旋转对称性的Dirac半金属的超导相中可以获得非常规的Majorana表面态。
2021-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana fermions of a two-dimensional Px+iPy superconductor
为了研究$p_x+ip_y$超导体的Majorana费米子激发,在球上求解了两种情况下的Bogoliubov-de-Gennes方程:(i)涡旋-反涡旋对位于相反的两极;(ii)边缘靠近南极,反涡旋位于北极.涡核支持两个马约拉纳费米子的状态,其能量随球体半径呈指数下降,独立于适度的无序势。在有限温度下计算了电子进入超导体涡旋位置附近的隧穿电导,并与{ \it s}波超导体的情况进行了比较。反涡旋的零偏压电导峰值是涡旋的一半。这种效应可以作为序参量对称性的探测器,也可以作为马约拉纳费米子的直接测量。
2009-04-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multiple Superconducting Phases in New Heavy Fermion Superconductor PrOs4Sb12
用热输运测量方法研究了新近发现的重费米子超导体PrOs 4Sb 12在相对于晶轴旋转的磁场中的超导能隙结构.我们证明了一个新的变化的对称性的超导能隙功能发生在内部的超导状态,给出了一个明确的指示存在两个不同的超导相的双重和四重对称性。我们推断,在这两个阶段的间隙功能有一个点节点奇异性,在几乎所有的非常规超导体中观察到的熟悉的线节点奇异性。
2002-09-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effective Potential for Emergent Majorana Fermions in Superconductor Systems
马约拉纳费米子在自然界中不可能作为自由基本粒子存在。然而,在凝聚态系统中,它们可以作为集体激发出现。在这项工作中,使用功能集成技术,我们计算出的Kitaev链紧急马约拉纳费米子的有效潜力。在这种情况下,我们已经展示了超导体参数如何作为温度的函数。此外,我们考虑了拓扑绝缘体中的表面诱导超导电性,并计算了该系统中出现的Majorana费米子的有效势。在s波超导体的情况下,我们得到了一个间隙方程等价于出现在准二维狄拉克电子系统,一个候选人来解释高温超导。最后,对于p波超导体,我们得到了拓扑绝缘体表面电子-电子相互作用的临界值,决定了诱导超导的存在与否,这是一个指导实验的显著结果
2020-03-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effects of disorder on the transmission of nodal fermions through a d-wave superconductor
已知脏d波超导体的体微波电导率敏感地取决于无序势的范围:长程散射增强电导率,而短程散射没有影响。在这里,我们表明,正常金属d波超导体正常金属结的三端电导具有双重行为:短程散射抑制电导,而长程散射没有影响。
2011-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fermion-condensation quantum phase transition in high temperature superconductors
本文讨论了电子液体中费米子凝聚体的出现所引起的量子相变对超导体性质的影响。结果表明,在超导和正常状态的电子系统表现出量子保护的特点后,这个费米子凝聚量子相变点。超导体的单粒子谱可以用两条直线来表示,这两条直线对应于两个有效质量$M^*_{FC}$和$M^*_{L}$。$M^*_{FC}$质量表征结合能$E_0$以下的光谱,$M^*_L$确定更高结合能下的光谱。两个有效质量都保持在正常状态。这些结果被用来解释高$T_c$超导体的单粒子激发的线形和其它性质,并与最近的实验数据符合得很好。
2001-08-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Localization and oscillations of Majorana fermions in a two-dimensional electron gas coupled with $d$-wave superconductors
研究了自旋轨道耦合(SOC)和塞曼场与d波超导体耦合的二维电子气(2DEG)中Majorana费米子的局域化和振荡性质.尽管d-波配对的角度依赖性,本地化和振荡特性被发现是类似于在传统的s-波超导体中看到的。此外,我们研究了一个微观晶格版本的前一个系统,其特征在于可以由一个拓扑不变量。我们推导出它的真实空间表示,涉及最近和次近邻配对。最后,我们表明,新兴的手性马约拉纳费米子确实是强大的静态无序。该分析对高$T_c$超导体的量子模拟和实验具有潜在的应用价值。
2018-02-15 cond-mat.supr-con quant-ph
Andreev Reflection in Heavy-Fermion Superconductors and Order Parameter Symmetry in CeCoIn_5
微分电导谱从纳米结上的重费米子超导体CeCoIn $_5$沿三个主要的晶体取向。连接点之间特征的一致性和可重复性确保了它们的光谱性质。所有的结都表现出类似的电导不对称性和Andreev反射式电导,信号降低(约10%-13%),这两种情况在重费米子超导体结中都很常见。使用扩展的Blonder-Tinkham-Klapwijk模型的分析表明,我们的数据提供了$d_{x^2-y^2}$对称性的第一个光谱证据。为了量化我们的电导谱,我们提出了一个模型,考虑在重费米子的一般现象,双流体的行为,和能量依赖的态密度。我们的模型非常适合实验数据,应该激励进一步的研究。
2008-04-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana fermions in chains of magnetic atoms on a superconductor
我们提出了一个易于建立,易于检测的方案,实现马约拉纳费米子在超导体表面上的磁性原子链的末端。模型计算表明,这种链可以很容易地在平凡和拓扑基态之间进行调节。在后者中,空间分辨光谱可以用来探测马约拉纳费米子的最终状态。退耦的马约拉纳束缚态甚至可以在仅由数十个原子组成的短磁链中形成。我们建议扫描隧道显微镜作为理想的技术来制造这样的系统和探测它们的拓扑性质。
2013-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interacting Majorana fermions in strained nodal superconductors
朗道能级(LL)已被预测出现在狄拉克节点下施加非均匀应变的系统。本文研究了二维$d_{xy}$单线态(2D-S)和三维$p \pm i p$等自旋三线态(3D-T)超导体。我们证明了spinful马约拉纳性质的散装无间隙零-LLS。沿一定方向的应变可以在体相中诱导两个拓扑结构不同的相,第零个LLs位于界面处。这些模式是不稳定的铁磁性的2D-S的情况下。3D-T中出现的实空间马约拉纳费米子允许更多奇异的可能性。
2019-02-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Comment on "Spectroscopic Evidence for Multiple Order Parameter Components in the Heavy Fermion Superconductor CeCoIn$_5$"
最近,Rourke等人报道了重费米子超导体CeCoIn $_5$的点接触光谱结果[1]。他们获得了CeCoIn $_5$单晶c轴表面的电导谱。他们的主要主张是双重的:CeCoIn $_5$具有i)d波配对对称性和ii)两个共存的序参量分量。在这篇评论中,我们表明,这些说法是没有根据的数据。[1]Rourke等人,物理修订版信函94,107005(2005)。
2006-06-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological superconducting phase in high-Tc superconductor MgB2 with Dirac-nodal-line fermions
拓扑超导体是一个有趣的和难以捉摸的量子相,其特征是拓扑保护的无隙表面/边缘状态驻留在一个大的超导能隙,其中主机马约拉纳费米子。不幸的是,所有目前已知的拓扑超导体都具有非常低的转变温度,限制了马约拉纳费米子的实验测量。在这里,我们发现存在一个拓扑Dirac-nodal-line状态在一个著名的传统的高温超导体,MgB 2。第一性原理计算表明,Dirac节线结构呈现出独特的一维色散Dirac节线结构,它受空间反演和时间反演对称性的保护,连接电子和空穴的Dirac态.最重要的是,我们表明,拓扑超导相可以实现与传统的s-波超导能隙,证明了拓扑边缘模式的MgB 2薄膜显示手性边缘状态。我们的发现可能使高温下Majorana费米子的实验测量成为可能。
2019-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Observation of Majorana Fermions in Ferromagnetic Atomic Chains on a Superconductor
马约拉纳费米子被预测定位在拓扑超导体的边缘,当铁磁系统被放置在具有强自旋轨道相互作用的传统超导体附近时,可以形成这种物质状态。以实现一维拓扑超导体为目标,我们在超导铅(Pb)表面制备了铁磁铁(Fe)原子链。使用高分辨率的光谱成像技术,我们表明,超导电性,间隙的电子态密度在大部分的Fe链的发病,是伴随着零能量端态的外观。这种空间分辨的特征提供了强有力的证据,并得到了其他观测结果的证实,证明了我们的原子链中存在拓扑相和边缘束缚的马约拉纳费米子。
2014-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con