The London moment: what a rotating superconductor reveals about superconductivity
伦敦矩是旋转超导体获得的磁矩。我们提出,伦敦矩揭示了超导态的以下基本性质:(一)超导体(与普通金属不同)知道电荷载流子的$sign$,(ii)超导电荷载流子是$free$电子,(iii)在向超导状态的转变中,电子从内部被驱逐到表面,(iv)超流电子占据半径为$2λ_L$($λ_L=$ London穿透深度)的轨道,以及(v)自旋电流存在于超导体的基态中。这些性质与迈斯纳效应是一致的,然而迈斯纳效应并没有揭示$directly$的载流子的符号,也没有揭示载流子的质量是自由电子质量的事实,也没有揭示超导体中存在自旋电流的事实。还要注意的是,在BCS超导理论中,上面列出的超导体的关键特性都没有被预测到。相反,这些性质是由空穴超导理论预测的。
2013-10-14 cond-mat.supr-con
What holes in superconductors reveal about superconductivity
University of California, San Diego(加利福尼亚大学圣地亚哥分校)
研究I型超导体中空穴在磁场中相变时无法达到平衡态的现象,揭示迈斯纳效应的新物理,并指出BCS理论缺失的物理要素支持空穴超导理论。
2025-06-09 cond-mat.supr-con
What limits supercurrents in high temperature superconductors? A microscopic model of cuprate grain boundaries
高温铜氧化物超导体的界面性质一直是人们关注的焦点,并且在约瑟夫森结、超导电缆和微波电子学中起着重要的作用。特别是,在高Tc导线和带材中可实现的最大临界电流是众所周知的,受限于晶界的存在,晶界是具有错误取向的晶轴的微晶之间的失配区域。在单个人工制造晶界的研究中,已经观察到晶界结的临界电流Jc与取向差角成指数关系。到目前为止,对这种明显的普遍行为的微观理解一直缺乏。我们在这里提出的结果的微观评价的基础上建设的全三维YBCO晶界的分子动力学。利用这些结构,我们计算了具有晶界的d波超导体的有效紧束缚哈密顿量。临界电流,然后示出遵循指数抑制与晶界角。我们确定了建立的电荷不均匀性作为抑制超电流的主导机制。
2009-12-21 cond-mat.supr-con
What is the speed of the supercurrent in superconductors?
在传统的超导理论中,超流体载体响应于外加的磁场,并根据其有效(带)质量获得速度。另一方面,它可以从理论上表明,并通过实验证实,超电流载流子的机械动量是由超电流速度和$bare$电子质量的产品。通过结合这两个公认的事实,我们表明,适用于布洛赫电子的超导的传统BCS-伦敦理论是$internally$ $inconsistent$。此外,我们认为,BCS-伦敦理论与布洛赫电子不描述超导体所表现出的相刚性和宏观量子行为。在实验上,超导体中超导电流的速度从来没有被测量过,并且被认为是不可测量的,但是我们指出,它原则上是可以通过康普顿散射实验测量的。我们预测,这样的实验将表明,超流载体响应于施加的磁场根据其裸质量,换句话说,他们作为$free$ $electrons$,从电子-离子相互作用的衣服,而不是布洛赫电子。这与传统的超导理论不一致,而与空穴超导的替代理论一致。此外,我们指出,原则上康普顿散射实验也可以检测到自旋电流的存在,在基态的超导体的空穴超导理论预测。
2016-07-13 cond-mat.supr-con
Elasticity-driven interaction between vortices in type-II superconductors
计算了在定义涡旋状态的所有磁场范围内,涡旋诱导应变对涡旋晶格能的贡献。这一贡献与以前报道的相比,表明,在大部分的涡旋状态,它已被显着低估,直到现在。这种低估的原因是假设只有涡核引起应变。与通常的假设相反,核心和非核心区域都是高$κ$超导体中应变的重要来源。
2003-03-18 cond-mat.supr-con
What are the experimentally observable effects of vertex corrections in superconductors?
我们计算的顶点校正的影响,非恒定的态密度和(自洽确定)的声子自能的Holstein模型的三维立方晶格。我们用库仑赝势mu* 代替顶点修正,调整后得到相同的Tc,并重复计算,看看哪些效应是顶点修正的一个明显特征。这使我们能够确定直接可观察到的影响ofvertex修正的各种热力学性质的超导体。为此,我们采用守恒近似(在局部近似)计算超导临界温度,同位素系数,超导间隙,自由能差和热力学临界场的参数范围。我们发现,修饰的λ值是显着大于裸值。虽然顶点修正可以引起上述所有量的显著变化(即使裸电子-声子耦合很小),但这些变化通常可以通过适当的库仑赝势很好地模拟。同位素系数被证明是最清楚地显示顶点校正的效果的量,这不能被mu* 模仿。
1998-05-20 cond-mat.supr-con
What can ultracold Fermi gases teach us about high $T_c$ superconductors and vice versa?
本文综述了超冷原子费米气体领域的最新进展。随着冷原子系统从BCS演化到玻色-爱因斯坦凝聚(BEC),热力学行为和粒子密度分布以一种理论上可以很好理解的方式平稳地演化。在有趣的“统一”制度,我们表明,这些和其他数据必然需要引入一个赝隙的费米子光谱表现出许多惊人的相似之处,其对应的低掺杂高$T_c$超导体。我们强调这些相似之处,给出了一个概述的实验工具和两个系统中共同感兴趣的关键问题。
2006-11-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Surface transport properties of Fe-based superconductors: The influence of degradation and inhomogeneity
采用X射线光电子能谱学、扫描扩展电阻显微镜(SSRM)和点接触能谱(PCS)对Co掺杂BaFe2As2外延超导薄膜的表面性质进行了研究。研究表明,铁基超导体暴露在空气中时,表面会迅速退化,导致PCS谱上的类间隙结构被抑制。此外,SSRM测量显示不均匀的表面电导率,这是一致的PCS光谱上的接触位置的强烈依赖。研究结果表明,对于PCS等表面敏感测量,应确保新鲜的表面和小的探测面积,以获得铁基超导体的本征性质。
2013-07-30 cond-mat.supr-con
Electronic correlations in iron-pnictide superconductors and beyond; what can we learn from optics
库仑斥力阻碍电子的运动,对电荷动力学有重要影响。它主要导致有效金属德鲁德重量(与所谓的光学动能成比例)的减少,在光学电导率中遇到,相对于在近自由电子极限(定义所谓的能带动能)内的预期,如从能带结构理论所证明的。原则上,光学和能带动能之间的比率允许定义电子相关性的程度。通过基于激发光谱的光谱权重参数,我们提供了一个实验工具,不受任何理论或基于能带结构的假设,以估计在几个系统中的电子相关性的程度。我们首先解决新的铁磷族化合物超导体,这有助于为我们的方法设置阶段。然后,我们重新审视了各种各样的材料,从超导体到近藤类系统以及接近莫特绝缘状态的材料。作为比较,我们也处理材料,其中电子-声子耦合占主导地位。我们建立了相互作用的强度和由此产生的巡回载流子的光动能的减少之间的直接关系。
2010-06-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum geometry of singlet superconductors
本文研究单态超导体的量子几何,发现$s$波和$d$波超导体具有非平凡量子度量,影响电磁响应,并在$d$波节点处表现出奇异行为及拓扑对应关系。
2023-10-12 cond-mat.supr-con
What is the minimal model of magnetic interactions in Fe-based superconductors?
利用非共线第一性原理计算,我们对几个铁磷族化合物的磁序进行了系统的研究。我们发现一个相当普遍的能量依赖的磁化顺序在所有情况下。我们的研究结果证实,一个简单的海森堡模型未能占能量依赖的磁化强度在两个方面:第一,一个双二次项是目前在所有情况下,第二的磁矩软化取决于方向。我们还发现,空穴掺杂大大减少了双二次的贡献,虽然反铁磁条状态保持稳定的掺杂浓度的整个范围内,因此,在Na掺杂的BaFe $_2$作为$_2$的正交性的报告缺乏可能是由于其他因素比双二次项的符号反转。最后,我们发现,即使有了双二次项,将密度泛函理论能量映射到海森堡型模型上的准确性也是有限的,与模型的范围无关。
2014-01-07 cond-mat.supr-con
What will be the maximum Tc in the iron-based superconductors?
本文利用新发展的实空间涡旋格子超导理论,研究了铁基超导体的最高超导转变温度(T_{c} ^{ \max })。我们发现,所有已报道的FeAs超导体都可以根据晶格常数的不同分为两类(c/a=3和c/a=5/2),其中a是xy平面上的Fe-Fe间距,c是沿z轴的Fe-Fe层间距。我们的结果表明,前一类有一个最大的T_{c} ^{ \max }<60 K,而后一类有一个较低的T_{c} ^{ \max } \leq 40 K。我们的研究进一步表明,为了提高这一系列化合物中的T_{c} ^{ \max },应合成具有更大c/a比的新型超导体。假设实验上可以得到c/a=5(若a= 2.750)和c/a=11(若c> 31)的新类似物,则它们的T_{c} ^{ \max }值有可能提高到液氮温度范围(77 K)和100 K。对于新的FeSe系列,我们的机制预测,它们的T_{c} ^{ \max }是不可能超过30 K,由于一个相对较短的c轴晶格常数(c/a=2)。最后,根据新的实验结果(arXiv:0811.0094和arXiv:0811.2205),提出了将铁基超导体的Tc提高到70 K的可能途径。
2008-11-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High-resolution ac-calorimetry studies of the quasi-2D organic superconductor $κ$-(BEDT-TTF)$_2$Cu(NCS)$_2$
本文报道了准二维有机超导体$κ$ -(BEDT-TTF)$_2$ Cu(NCS)$_2$的高分辨比热测量。主要的观察结果是:(i)\tc \的不连续性远远超过弱耦合BCS超导体的预期;(ii)准粒子对比热的贡献与$T \ll T_c$的指数弱温度依赖性。后一个发现是不相容的顺序参数,消失在费米表面的某些部分。$T \leq T_c$的数据可以通过BCS理论的强耦合扩展-$α$ -模型-很好地描述,类似于最近对$κ$ -(BEDT-TTF)$_2$ Cu[N(CN)$_2$ ]Br盐[Elsinger { \em et al.},物理修订版信函{ \bf 84},6098(2000)]。
2001-09-03 cond-mat.supr-con
Magnetic signatures of domain walls in $s+is$ and $s+id$ superconductors: observability and what that can tell us about the superconducting order parameter
自发破缺时间反演对称性(BTRS)的一个定义特征是畴壁的存在,畴壁的检测将是此类系统的有力证据。目前人们对BTRS有着浓厚的兴趣,部分原因是最近的μ子自旋旋转实验,这些实验指向$\textrm{Ba}_{1-x}\textrm{K}_x\textrm{Fe}_2\textrm{As}_2$,显示出一种具有自发破缺时间反转对称性的$s$波超导性的显著情况。然而,一个关键问题是如何区分描述这种状态的不同理论模型。两种特别流行的模型选择是$s+is$和$s+id$超导态。在本文中,我们得到了解决方案的畴壁在$s+is$和$s+id$系统,包括晶格各向异性的影响。我们表明,在一般情况下,这两种模型表现出自发磁场,沿整个长度的畴壁延伸。我们证明了$s+is$和$s+id$畴壁的磁特征之间的定性差异,并提出了一个程序来提取超导配对对称性的畴壁的磁场响应。
2020-02-19 cond-mat.supr-con
Comment on Sign-Reversing Hall Effect in Atomically Thin High-Temperature Bi type Superconductors
第二类超导体中霍尔反常的根本原因是什么:独立的涡旋动力学效应还是涡旋多体效应的表现?长期以来,这一领域的研究人员没有意识到涡旋多体效应在理解所谓的反常霍尔效应中的重要性。在这篇文章中,我根据最近的一份《物理评论快报》简要介绍了这一情况。
2019-07-12 cond-mat.supr-con
On Mean-Field Theory of Quantum Phase Transition in Granular Superconductors
在以前的工作中的颗粒超导体的量子相变,其中使用的平均场论,假设的序参量作为平均场的函数是一个凸函数。虽然在相变中并不总是这种情况,但必须验证这一假设,这就是本文所做的。
1996-07-06 cond-mat.supr-con supr-con
Glassy Spin Freezing and NMR Wipeout Effect in the High-T_c Superconductor La1.90Sr0.10CuO4: What is the Relationship With Stripes ?
本文报道了高温超导体La_(1.90)Sr_(0.10)CuO_4(Tc= 26.5K)的~(139)La和~(63)Ccu NMR/NQR测量结果。通过139 La自旋-晶格弛豫(T1)探测的自旋涨落在冷却通过Tc时持续减慢。我们认为,自旋冻结和超导性是在这个样品的体效应。因此,这两种现象必须在微观上共存。低温下139 La T1值的分布揭示了CuO 2平面中自旋涨落频率的广泛分布。一个简单的估计表明,在电子波动最慢的位置处的Cu核由于弛豫时间太短而不可观察到(擦除效应)。这意味着在该样品中观察到的Cu NQR擦除可以主要由缓慢的磁波动而不是电荷波动来解释。该结果并不排除擦除效应和电荷条纹顺序之间的联系[Hunt等人,物理修订信函82,4300(1999)],但它表明,这两种现象之间的关系并不简单。我们认为,wipeout分数不能定义一个适当的序参量的条纹相,不能单独使用作为其存在的标准。
2000-10-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Calculated NMR T_2 relaxation due to vortex vibrations in cuprate superconductors
本文计算了在沿c轴方向施加静态场时,YBa_2Cu_3O_7混合态中涡旋运动引起的横向弛豫速率。涡动力学由具有谐波弹性自由能的过阻尼Langevin方程描述。我们发现,随着温度,平均磁场,和局部场的弛豫的变化与实验是一致的,但是,计算的时间依赖性是不同的,从什么已经被测量和计算的速率的值是大约两个数量级慢于观察到的。结合强有力的实验证据指出涡旋运动是T_2弛豫的主要机制,这些结果对涡旋运动在涡旋态T_1测量中不重要的结论提出了质疑。
2006-09-14 cond-mat.supr-con
Overview on the physics and materials of the new superconductor KxFe2-ySe2
自2008年初在铁磷属元素化物中发现高温超导性以来,已经发现了许多不同结构的铁基超导体,迄今为止的最高转变温度为57 K。到2010年底,又发现了另一种新的超导体,铁基硫属化合物K1-xFe 2-ySe 2。系统中电子的简单计数将导致系统是重电子过掺杂的(~ 0.4e/Fe)的结论。能带结构计算进一步支持了这一推测,并预测在铁磷属元素化物中发现的空穴袋可能丢失。这极大地挑战了人们普遍认为的超导配对是通过交换反铁磁自旋涨落建立的,并且电子分散在电子和空穴袋之间。后来,人们发现钾和铁可能都缺乏K1-xFe 2-ySe 2,产生相分离的图片。在这幅图中,超导相和反铁磁(AF)相可以在空间上分离成不同的区域。这进一步引起了人们对什么是真正的超导相、超导相和AF相之间的关系以及超导相的母态是什么的好奇心。我们提出了一个“蜘蛛网”模型的相分离,它可以解释的运输和磁性数据。在本文中,我们回顾了在这个快速发展的领域的研究现状,并列出了重要的和未解决的问题,为未来的研究前景。
2012-09-26 cond-mat.supr-con
What makes the Tc of monolayer FeSe on SrTiO3 so high: a sign-problem-free quantum Monte Carlo study
在SrTiO_3(STO)衬底上生长的FeSe单层薄膜的超导能隙打开温度(Tc)比体相FeSe高出近一个数量级,是所有已知的铁基超导体中最高的。角分辨光电子能谱(ARPES)观察到的“复制带”,这表明FeSe电子和STO声子之间的相互作用的重要性。这些事实使铁基超导体,特别是铁硫族化物超导体中Tc增强机制的探索重新焕发活力。在这里,我们进行了第一个数字精确的符号问题的量子蒙特卡罗模拟的铁基超导体。我们(i)研究了重电子掺杂FeSe薄膜的电子配对机制,(ii)研究了FeSe和STO之间的电子-声子相互作用以及电子涨落对Tc的影响。有了这些结果,我们回到这个问题“是什么使单层FeSe的钛酸锶的Tc这么高?“在结论和讨论中。
2016-06-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Color superconductivity in cold, dense quark matter
我们回顾了什么是不同的,什么是类似的颜色超导体相比,一个普通的BCS超导体。零温能隙对耦合常数的参量依赖性在QCD和BCS理论中是不同的。另一方面,到超导相的转变温度与零温度能隙的关系在QCD中与BCS理论中相同。
2000-04-07 cond-mat.supr-con hep-ph nucl-th
Generating is not discovering: a pre-registered physics judge for AI-proposed superconductors, calibrated on six known superconductors and one negative control
BITA (Inova Simples)(BITA(Inova Simples))
本文提出一个预注册的物理评判器,从结构判断超导配对与可制造性,校准于六种已知超导体,发现AI生成仅重述已知,判断才是瓶颈。
2026-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
What controls the superconducting dome of electron-doped FeSe?
Cornell University(康奈尔大学);Leibniz-Institut für Kristallzüchtung(莱布尼茨晶体生长研究所)
通过分子束外延、碱金属表面掺杂、真空电输运和角分辨光电子能谱,研究电子掺杂FeSe的整个超导穹顶,发现Tc与残余电阻率ρ0之间存在稳健的标度关系,表明弹性散射率主导了超导穹顶的形成。
2026-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Charge-4$e$ Anyon Superconductor from Doping $\text{SU}(4)_1$ chiral spin liquid
本文研究三角晶格SU(4) Hubbard模型中SU(4)_1手征自旋液体掺杂后的相,提出空穴掺杂可形成电荷-4e任意子超导体,并用拓扑场论证明其手征中心荷为4。
2025-08-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic interactions in strongly correlated systems: what is the "glue" for high temperature superconductivity?
最近在铜氧化物超导体的光电子发射实验中观察到的单粒子色散中的“扭结”引起了关于玻色子介导铜氧化物中配对的激烈争论。如果“扭结”确实是由与玻色子激发的相互作用引起的,那么有两个可能的候选者:声子和自旋涨落。在这里,反铁磁自旋涨落在形成铜氧化物超导体的相图中的作用将被讨论。通过使用本地(动量积分)的动态自旋磁化率,最近在中子散射实验中测得的高能量,电子自能计算同意在许多方面与角分辨光电子能谱(ARPES)和光谱直接测量。因此,自旋涨落似乎在重整化单粒子时扮演了典型的声子角色。从这幅图中出现的关键问题是,ARPES中检测到的耦合是否反映了中介玻色子,即自旋涨落是否可能是超导配对的原因。
2005-07-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Meissner response of superconductors: Quantum non-locality vs. quasi-local measurements in the conditions of the Aharonov-Bohm effect
迈斯纳效应的理论解释涉及电流密度和矢量势之间的比例关系[1],这有许多深层次的后果。其中,人们可以推测,磁场中的超导体“找到一个平衡态,其中动能和磁能之和最小”,这种状态“对应于磁场的驱逐“[2]。这种说法仍然留下一个悬而未决的问题:超导电流从哪里获得它的动能?一个天真的答案也许是来自磁场的能量。然而,可以考虑在电流建立的空间区域中不存在经典磁场的情况(Aharonov-Bohm效应)。实验证明[3],尽管局部没有磁场,电流仍然在增加。那么,它是从什么来源获得能量的呢?局部地,只存在矢量势。矢势如何促进电流的形成?电流的形成是真正的非定域量子作用的结果,还是矢势的定域作用具有准定域可测的实验结果?我们讨论了可能的实验与混合正常金属超导体电路,这可以澄清这一令人困惑的情况。实验的答案对于进一步的理论发展是重要的。
2012-08-06 cond-mat.supr-con
What causes the variation in superconducting properties of UTe$_{2}$?
本研究通过SC-XRD和STEM实验发现UTe$_{2}$超导性质样品间差异源于Te2层微量间隙缺陷,这些缺陷破坏非常规超导态,建议未来研究聚焦低结构无序单晶。
2025-09-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con