Ferromagnetism and superconductivity with possible $p+ip$ pairing symmetry in partially hydrogenated graphene
通过第一性原理计算,我们预测了两种新的部分氢化石墨烯体系:C $_{6}$ H $_{1}$和C $_{6}$ H $_{5}$,它们分别是铁磁半金属和铁磁窄隙半导体.当适当掺杂时,这两个系统的费米表面由电子袋或六个空穴补丁在第一布里渊区与完全自旋极化的电荷载流子。如果这些体系中存在超导性,则电子掺杂的稳定对对称性为$p+ip$,空穴掺杂的稳定对对称性为各向异性$p+ip$.预测的系统可能提供迷人的平台,研究新的性质的铁磁性和三重态配对超导以及二维自旋电子学。
2016-06-30 cond-mat.supr-con
Mesoscopic competition of superconductivity and ferromagnetism: conductance peak statistics in metallic grains
我们研究了超导电性和铁磁性在混沌超小金属颗粒中共存的竞争机制。我们使用一个有效的哈密顿量相结合的BCS类配对项和铁磁的斯通纳类自旋交换项。我们研究了颗粒在库仑阻塞制度的输运性质,并确定配对和交换相关性之间的共存的介观波动的电导峰间距和峰高的签名。
2008-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Itinerant Ferromagnetism and $p+ip'$ Superconductivity in Doped Bilayer Silicene
采用无规相位近似方法研究了掺杂双层硅烯的电子不稳定性。与低掺杂区的单重态$d+id'$超导相比,我们发现该系统在Van Hove奇点附近的窄掺杂区是巡游铁磁体,在这些区域附近是三重态$p+ip'$超导体。加入一个弱的Kane-Mele自旋轨道耦合的系统进一步挑选出的时间反演不变的等自旋螺旋$p+ip'$配对作为主导的不稳定性。这里确定的三重态配对是由铁磁涨落驱动的,铁磁涨落在铁磁性和超导性之间的相界附近变得很强并显著提高超导临界温度。
2015-05-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Competing ferromagnetism in high temperature copper oxide superconductors
在铜氧化物高温超导体的相图中,观测值的极端变化仍然是一个深奥的谜,对超导圆顶没有令人信服的解释。虽然由于其接近复杂的Mott绝缘相,空穴掺杂的铜氧化物的欠掺杂区域受到了很多关注,但过掺杂区域却很少受到关注。实验开始揭示,过度掺杂的现象也同样令人困惑。例如,电子似乎形成了朗道费米液体,但这种解释是有问题的;任何莫特现象的痕迹,如无公度反铁磁波动所表示的,都不存在,并且均匀的自旋磁化率显示出铁磁的上升。在这里,我们表明,并证明,许多这些难题可以解决,如果我们假设,竞争的铁磁涨落是同时存在的超导性,和终止的超导圆顶在过掺杂制度标志着一个量子临界点,超过这个临界点,应该有一个真正的铁磁相在零温度。我们提出了新的实验,并作出新的预测,以测试我们的理论,并建议,必须努力安装,以阐明过掺杂制度的性质,如果高温超导性的问题要得到解决。我们的方法的地方竞争秩序的铜酸盐相图的复杂性的根源。
2007-04-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coexistence of ferromagnetism and singlet superconductivity via kinetic exchange
我们提出了一个新的机制,假设磁不稳定性是由于动力学交换的金属铁磁性和单重态超导共存。在这种情况下,未成对的电子,有助于磁化有一个积极的反馈增益的动能在共存相通过脱衣服的有效质量的载流子参与配对。的磁化强度和配对幅度的演变,和相图首先分析了一个通用的动力学交换模型,然后确定在一个特定的情况下与自旋相关的键电荷占据。
2003-11-04 cond-mat.supr-con
Breakdown of the coexistence of spin-singlet superconductivity and itinerant ferromagnetism
我们讨论了自旋单重态超导性和铁磁性共存的可能性,在一个模型中,相同的电子被认为是负责他们两个。我们的计算包括零和有限动量配对状态的s-波和d-波配对对称。在平均场近似下,非磁性超导态的热力学势总是低于超导铁磁态的热力学势。因此,自旋单重态SF在能量上是不利的,并且自旋三重态SF更可能在诸如UGe $_{2}$和ZrZn $_{2}$的金属中存活。
2002-06-22 cond-mat.supr-con
Pairing symmetry in monolayer of orthorhombic CoSb
在凝聚态物理中,铁磁性和超导性通常被认为是对立的现象。本文从理论上研究了最近发现的具有正交对称性和净磁化强度的单层CoSb超导体中铁磁序和超导序之间的相互作用,并证明了CoSb作为具有时间反演对称性破缺的非幺正超导体候选者的配对对称性。通过群论分析和第一性原理计算,我们认为超导序参量是$^3B_{2u}$不可约表示的三重态对,它在费米面拓扑结构上显示出有趣的节点和库珀对自旋极化的非零周期调制.这些发现不仅为理解超导与铁磁性的共存提供了重要的理论依据,而且揭示了三重态超导体中由铁磁性自旋涨落驱动的奇异自旋极化Cooper对。
2021-02-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological superconductivity and unconventional pairing in oxide interfaces
超导电性的微观机制是关联量子物理学中最突出的挑战之一。到目前为止,电子配对机制的最直接的证据是观察到一个新的对称性的序参数,在铜氧化物高温超导体。就像基于局部定义的序参量的对称性的区别一样,全局拓扑不变量允许对不能相互转换的物质状态进行严格区分。在这里,我们提出了一个非常规的配对状态的电子流体在二维氧化物界面,并建立了一个直接的链接到出现的非平凡的拓扑不变量。拓扑超导性和马约拉纳边缘状态,然后可以用来检测超导电性的微观起源。此外,我们还表明,与超导性竞争的密度波状态敏感地依赖于配对相互作用的性质。我们的结论是基于自旋-轨道耦合和费米面形状在SrTiO $_{3}$ /LaAlO $_{3}$ -界面和密切相关系统中所起的特殊作用。
2014-04-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pairing interactions and pairing mechanism in high temperature copper oxide superconductors
在未掺杂的母体铜氧化物的极化子结合能E_{p}已被确定为约1.0 eV的反铁磁有序温度的非常规氧同位素效应。推导出的E_{p}值与由独立光学数据估计的值和由测量的介电常数理论估计的值在定量上是一致的。在最佳掺杂的铜酸盐中观察到的面内超载流子质量上的大量氧同位素效应表明极化子被束缚到库珀对中。我们还确定了声子模式,强烈耦合到传导电子的角度分辨的光电子能谱,隧穿光谱,和光学数据。我们一贯表明,有一个非常强的电子-声子耦合功能,在声子能量约20毫电子伏沿波腹方向,这种耦合变得越来越弱的对角方向。我们进一步指出,铜酸盐的高温超导电性是由强的电子-声子耦合、极化子效应以及与2 eV Cu-O电荷转移涨落的显著耦合引起的。
2004-11-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
P-wave Pairing and Colossal Magnetoresistance in Manganese Oxides
我们指出,现有的实验数据表明,大多数锰氧化物在铁磁相中存在{ \sl挫抑} p波超导凝聚,但超导相干长度不足以覆盖整个系统。超导态类似于超流He-3中的$A_{1}$态。电阻率的急剧下降,比热的急剧跳变,以及隧道中的间隙打开都可以用p波配对来理解。此外,庞磁电阻(CMR)的自然解释超导波动与增加磁场。有限的电阻率可能是由于一些磁不均匀性。这项研究导致了室温超导的可能性。
1998-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron pairing in the pseudogap state revealed by shot noise in copper-oxide junctions
在寻求理解铜氧化物的高温超导性的过程中,一场激烈的争论集中在赝能隙上--一种在高于体临界温度($T_{c}$)的“正常”状态下在费米表面部分打开的部分能隙。赝能隙被归因于先驱超导性,预成型对的存在,或竞争秩序,如电荷密度波。直接确定载流子的电荷随温度和偏压的变化可以帮助解决这些问题。在这里,我们报告的散粒噪声的隧道电流在高品质的La $_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuO $_{4}$/La $_{2}$ CuO $_{4}$ /La $_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuO $_{4}$(LSCO/LCO/LSCO)异质结的测量使用原子逐层分子束外延,几个掺杂水平。数据描绘了偏置电压-温度($V-T$)空间中的三个不同区域。在超导能隙区之外,散粒噪声与电荷-e载流子的独立隧穿定量一致。在间隙深处,散粒噪声大大增强,使人联想到多次Andreev反射。从$T_{c}$以上开始,并延伸到比带隙大得多的偏置,存在噪声大大超过单电荷隧穿预期的宽区域,表明载流子配对。在温度和偏置的赝能隙区域深处,对是可检测的。
2020-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Possible spin-polarized Cooper pairing in high temperature FeSe superconductor
本研究在锂插层FeSe薄片中观测到40 K级高温超导与巡游铁磁性均匀共存,面内磁场可增强超导,提示自旋极化Cooper对的参与,刷新了二者共存的能量标度纪录。
2024-05-17 cond-mat.supr-con
Enhanced pairing in doped quantum magnets with frustrating hole motion
强配对在任意小J/t的证据提供了在棋盘格上的t-J模型的跳跃导致挫折的空穴运动的迹象。当J->0时,破坏性量子干涉抑制长冈铁磁性,并大大减少波动单重态背景中的相干空穴运动。结果表明,通过在不同的轨道对称通道配对,空穴可以受益于大的动能增益。
2004-07-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pairing, Stripes, Lattice Distortions and Superconductivity in Cuprate Oxides
我们提出了一个空间调制集体态的超导铜氧化物的电子性质在空间局部变化的模型。在这个模型中,空穴密度较高的区域(称为条纹)被描述为Luttinger液体,而密度较低的区域(反铁磁阶梯)被描述为d $_{x^2-y^2}$空穴对的相互作用玻色子气体。我们表明,过渡到超导状态是拓扑和驱动这些基本激发在振动的存在下,由衰变过程。
2000-07-27 cond-mat.supr-con
Link between spin fluctuations and Cooper pairing in copper oxide superconductors
尽管人们普遍认为,在高转变温度的铜氧化物(高Tc铜氧化物)中,超导性(SC)是非常规的,但诸如自旋和电荷(条纹)有序、SC波动、接近莫特绝缘体、赝能隙相和量子临界性等现象的相对重要性仍然是一个有很大争议的问题1。在电子掺杂的铜氧化物,在欠掺杂区域的相位的p2p 2和较弱的电子correlations 3,4,不存在异常的赝隙相,表明莫特物理和其他身份不明的竞争订单是不太相关的,反铁磁(AFM)的自旋波动是主要特征。在这里,我们证明了一个线性温度(T-线性)散射率-铜酸盐的异常正常状态的属性的一个关键特征-与库珀配对(SC)。通过对电子掺杂铜氧化物La 2 xCexCuO 4(LCCO)薄膜磁输运的研究,我们发现当超导性被磁场抑制时,在SC相周围存在一个T-线性散射的包线,并且在零温度下仍然存在.与有机超导体中发现的类似行为相比,强烈表明T-线性电阻率是由自旋涨落散射引起的。我们的研究结果建立了AFM自旋涨落和铜氧化物高温超导配对机制之间的基本联系。
2011-08-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Identifying the pairing symmetry in sodium cobalt oxide by Andreev edge states
研究了半无限三角晶格Na_xCoO_2·yH_2O上具有不同对称性和边界拓扑的Andreev边态.发展了从二维晶格到一维紧束缚模型的一般映射。结果表明,Andreev边缘态的相图依赖于对对称性和边界拓扑结构。令人惊讶的是,相图的结构主要依赖于费米表面上的节点,并且可以用一个优雅的规范参数来解释。我们计算了动量分辨的局域态密度,并预测了在傅里叶变换扫描隧道光谱中可测量的热点。
2009-01-28 cond-mat.supr-con
A pairing hypothesis based on resonating valence bond state for hole doped copper oxide high temperature superconductors
为了解释空穴掺杂铜氧化物高温超导体(HDCO-HTSC)的高温超导性,Anderson提出了一个理论:(A)赝能隙态在T* 以下是一个共振价键(RVB)态,(B)RVB态在T c以下转变为高温超导态。本文放弃了Anderson理论B,保留了Anderson理论A,并增加了三个新的假设。将三个假设与Anderson理论A相结合,构造了HDCO-HTSC的有效哈密顿量,解释了HDCO-HTSC的Tc线在相图中呈圆顶状的原因,以及HDCO-HTSC具有比常规超导体更高的Tc的原因。
2014-08-20 cond-mat.supr-con
Phase separation and pairing fluctuations in oxide materials
我们研究了强电子关联系统中电荷不稳定性和非均匀态形成的微观机制。它表明,在一个强耦合扩展的单带哈伯德模型显示出对相分离的不稳定性和扩展的方法也分析相分离的哈伯德-Kanamori哈密顿作为一个典型的多带模型。我们研究了非均匀条纹态上的配对涨落,其中扩展的s波和d波通道中的超导关联对应于两粒子谱中的(反)束缚态。而扩展的s-波波动是相关的局部相互作用参数U的规模上,我们发现,d-波波动是明显的跨费米能级的活性子带的能量范围内。因此,低能自旋和电荷涨落可以将d波关联从束缚态转移到低能准粒子带。因此,我们的研究有助于理解铜酸盐中条纹关联和d波超导性的共存。
2020-10-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
An SO(5) model of p-wave superconductivity and ferromagnetism
本文研究了一个统一p波超导和铁磁性的SO(5)模型。如果只涉及一个p波对波函数,p波超导态和铁磁态可以统一成SO(5)的10维多重态。从这个观点出发,用非线性西格玛模型研究了pSC和F态的集体模。
1999-04-12 cond-mat.supr-con
Magnetic mechanisms of pairing in strongly correlated electron system of copper oxides
发展了多电子LDA+GTB方法计算强关联铜氧化物的电子结构。在低能量下,$t - t' - t" - {t_ \bot } - {J^ * } - {J_ \bot }$模型的有效哈密顿量已被导出,参数来自LSCO的从头计算。计算了不同掺杂水平下LSCO的电子结构与短程反铁磁序的自洽关系。在掺杂$x_{c1}=0.15$和$x_{c2}=0.24$处发现了两个具有费米面拓扑结构变化的Lifshitz型量子相变。计算了它对正常和超导性质的影响。用LDA+GTB方案计算了原子间交换参数及其与压强的关系。讨论了由静态和动态自旋关联引起的d波配对的磁性机制。同时处理的磁性和声子配对的结果的结论,这两个贡献是相同的顺序。对于YBCO等双层铜氧化物,讨论了层间跳跃和交换效应对$T_c$电子结构和掺杂依赖性的影响,以及库仑作用诱导的配对机制。
2015-11-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interplay between singlet and triplet pairings in multi-band two-dimensional oxide superconductors
我们从理论上研究了多带二维过渡金属氧化物超导体的超导性质,不仅分析了传统的单重态对所起的作用,而且还分析了三重态序参量所起的作用,这是由于这些材料中存在自旋-轨道耦合所起的作用。特别是,我们专注于在LaAlO 3和SrTiO 3带绝缘体之间的(001)界面处的二维电子气,其中低电子密度和相当大的自旋轨道耦合影响超导特性。我们的理论研究是基于典型的多带紧束缚哈密顿量的扩展超导平均场分析,以及在低动量极限下的有效电子带的平行分析,包括静态的现场和现场间的带内吸引势下施加磁场。三重态配对的存在能够强烈地降低单重态序参量,因此,单重态有序量不再是电荷密度的单调函数。单重态和三重态对之间的相互作用影响布里渊区中准粒子激发的色散,并且还在面内和面外磁场的作用下引起超导行为的各向异性。最后,非平凡的拓扑超导态成为电荷密度的函数,以及磁场的大小和方向的函数。除了手性,时间反演破缺,拓扑超导相,有利于由线性Rashba耦合和在现场的吸引势在一个面外磁场的存在下,我们发现,一个时间反演不变的拓扑螺旋超导相促进非线性自旋轨道耦合和由现场间的吸引相互作用在磁场的情况下。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Crossed Andreev reflection as a probe for the pairing symmetry of Ferromagnetic Superconductors
铁磁超导体是超导与铁磁共存的产物。在正确识别这种超导体的配对对称性之前,理解这种对抗现象的兼容性所需的理论是无法建立的。正确和明确的识别这种超导体的配对对称性是本文的主题。这项工作表明,交叉Andreev反射可以是一个非常有效的工具,以确定这些超导体的配对对称性。
2006-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coexistence of spin-triplet superconductivity and ferromagnetism induced by the Hund's rule exchange
我们讨论了轨道简并系统中由洪德规则耦合引起的相关费米子之间的局部自旋三重态配对的一般意义。在局部库仑和Hund规则交换相互作用诱导的交换场的情况下,确定了超导主相的准粒子能量、磁矩和超导能隙。的相图,以及在所施加的磁场附近的斯通纳阈值的自旋三重态配对状态的演变提供了一个模型的两个带系统。自旋极化超导相的出现使斯通纳阈值成为一个隐藏的临界点,因为配对产生了一个小但可检测的均匀磁化。讨论了在强耦合极限下,超导态对铁磁性的稳定性。
2002-05-09 cond-mat.supr-con
Superconductivity Near Ferromagnetism in MgCNi3
MgCNi 3中一个不寻常的准二维重带质量范霍夫奇点(vHs)位于费米能级附近,最近报道在8.5 K超导。该化合物是强烈的交换增强的,并且在用12%Mg-> Na或Li进行空穴掺杂时对铁磁性不稳定。1/4耗尽fcc(受挫)镍亚晶格和缺乏费米面嵌套反对竞争反铁磁和电荷密度波不稳定性。我们确定了一个基本上无限大的质量沿M-伽马线,导致准二维的这种vHs可能会促进非常规的p波配对,可以与超导共存。
2001-06-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coexistence of ferromagnetism and superconductivity near quantum phase transition: The Heisenberg- to Ising-type crossover
建立了弱铁磁巡游电子系统铁磁与超导相共存的微观平均场论,并考虑了临界自旋涨落交换引起的超导配对机制.所得方程的自洽解决定了超导转变温度,它强烈依赖于交换分裂。分析了量子相变附近各向同性(类海森堡)自旋涨落到单轴(类伊辛)自旋涨落的相位交叉效应,得到了一般相图。这种情况下,然后适用于巡回铁磁体ZrZn 2,这揭示了该化合物的拟议相图的情况。本文还讨论了UGe_2超导电性的可能解释。
2004-12-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity with Rashba Spin-Orbit Coupling and Magnetic Field
氧化物界面处的二维电子系统经常受到Rashba型自旋轨道耦合(SOC)的影响,该SOC可通过横向电场调节。界面处的铁磁性可以同时感应出强的局部磁场。SOC和磁性的这种组合导致不对称的两层费米表面,在该表面上,带内或带间配对是有利的。在微观配对模型下,导出了超导序参量,即在主导磁场下带间配对的Bardeen-Cooper-Schrieffer超导体和在主导SOC下有限动量配对的混合宇称带内配对超导体,给出了超导基态的相图,分析了不同相的态密度.结果进行了讨论的背景下,在LaAlO 3-SrTiO 3界面的超导电性和铁磁性。
2013-05-27 cond-mat.supr-con
On the Electron Pairing Mechanism of Copper-Oxide High Temperature Superconductivity
维持铜氧化物高温超导性的基本CuO 2平面通常发生在共享边缘的CuO 5金字塔的周期性阵列的底部。相邻平面Cu和O原子之间的电子以$t/{\hbar}$的速率和跨越电荷转移能隙E发生的虚拟跃迁在反铁磁相关绝缘体状态中产生能量$J\approx4t^4/E^3$的“超交换”自旋-自旋相互作用。然而,空穴掺杂的CuO 2平面将其转换为非常高温的超导状态,其电子配对是例外的。对于这种强烈的电子配对机制的一个主要建议是,虽然空穴掺杂破坏了磁序,但它保留了由电荷转移能量尺度E控制的成对形成超交换相互作用。为了直接在原子尺度上探索这一假设,我们结合单电子和电子对(约瑟夫森)扫描隧道显微镜来可视化E和电子对密度的相互作用在${Bi_2Sr_2CaCu_2O_{8+x}}$。然后确定了E和E对平面Cu和顶端O原子之间的距离δ的变化的响应。这些数据揭示了CuO 2中强相关超导电性的经验关键,即电子对凝聚体对电荷转移能量变化的响应。空穴掺杂电荷转移绝缘体的强关联理论预测与这些观察结果的一致性表明,电荷转移超交换是电子对机制的电子对${Bi_2Sr_2CaCu_2O_{8+x}}$。
2022-08-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
To the problem of electron-phonon interaction and "d-wave pairing" in high-Tc oxides
Maksimov最近提出的一个建议得到了支持,即电子-声子相互作用(EPI)(Gruneisen-Bloch公式)决定了HTSC-铜酸盐和大多数金属在其特征德拜温度(HTSC的正常状态)的0.2以上的T附近的电阻率的温度依赖性的线性。然而,这里要强调的是,在该T区域中,电阻率与T不成比例,而是仅与T成线性关系。这一事实表明,在高温超导铜酸盐的正常状态电阻率的T-独立的贡献(磁贡献,在我们的治疗)的行为,在其反过来,表明可能的磁性(SDW样)相变之前,在高温超导系统中的SC转变。SDW能隙(在我们的处理中,测量为具有d波对称性的赝能隙)形成在Tc以上的费米面的对称部分,并持续在SC状态。SDW能隙的大小基本上大于SC能隙的大小。因此,所形成的SDW可以模拟在Tc以下测量的序参量的d波对称性(其现在归因于d波配对)。另一方面,由于Gruneisen-Bloch曲线似乎是(在所使用的方法中)Tc(起始)(H)的几何轨迹(如在LTSC中),因此这一事实证明了高Tc氧化物中SC转变(s波)的EPI性质(BCS)。提出了使用上述(SDW/CDW/SC)模型(和可能的实现)来提高Tc的建议。
2001-11-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coexistence of superconductivity and ferromagnetism in two dimensions
铁磁性通常被认为与传统的超导性不相容,因为它破坏了负责配对相互作用的单重关联。超导性和铁磁性只在少数大块稀土材料中共存。在这里,我们报告的证据表明,它们共存于一个二维系统:两个大块绝缘体,LaAlO $_3$(LAO)和SrTiO $_3$(STO),最近已被深入研究的系统之间的界面。磁阻,霍尔和电场依赖性的测量表明,有两个不同的带的载流子,有助于界面导电性。界面性质对电场的敏感性使其成为研究超导性和磁性之间相互作用的迷人系统。
2011-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Novel insights into charge and spin pairing instabilities in nanoclusters
研究了不同几何构型团簇中电子配对和铁磁性随相互作用强度、电子掺杂和温度的变化。这些电荷和自旋集体激发和赝隙的精确计算产生了有趣的见解能级交叉简并,相分离和凝聚。发现了由相互作用强度、次近邻耦合和温度驱动的自旋-电荷分离和和解的判据,相图类似于最近在高T $_c$铜酸盐、锰氧化物和CMR纳米材料中看到的一些非均匀、相干和非相干的纳米级相。
2008-04-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Itinerant Ferromagnetism and Superconductivity
随着非常规超导性的发现,超导性再次成为一个挑战。在重费米子材料、有机导体和铜氧化物中已经观察到无阻电流。在$UGe_2$、$ZrZn_2$和$URhGe$的单晶中发现超导性,重新唤起了人们对超导性和铁磁性共存的兴趣。实验结果表明:(1)超导性仅限于铁磁相。ii)铁磁有序在超导相内是稳定的(中子散射实验)。iii)与这些材料中的超导性相关的比热异常似乎不存在。在低温下,比热与温度呈线性关系。本文综述了铁磁自旋涨落引起的铁磁超导的最新实验结果和基本理论思想。特别注意的磁振子交换机制FM超导。
2004-06-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional high-energy-state contribution to the Cooper pairing in under-doped copper-oxide superconductor HgBa$_2$Ca$_2$Cu$_3$O$_{8+δ}$
本文研究了低掺杂HgBa $_2$ Ca $_2$ Cu $_3$ O $_{8+δ}$超导单晶的B1 g电子喇曼响应,超导临界温度Tc=122 K.我们的主要发现是超导对断裂峰与其高能侧的下降有关,在Tc处一起消失。这一结果暗示了一种非常规的配对机制,而在下降中损失的光谱重量被转移到较低能量的配对断裂峰。这一结论得到了基于哈伯德模型的细胞动力学平均场论的支持,该模型能够再现B1 g拉曼响应的所有主要特征,并根据超导和赝能隙之间的非平凡关系解释峰-谷行为。
2016-01-30 cond-mat.supr-con
A model for coexistent superconductivity and ferromagnetism
我们探讨各种温度依赖性和热力学量的平均场模型的铁磁超导系统。该模型的出发点是基于超导态的单线态通道中的s波配对方案和铁磁态中的自发破缺对称相。我们数值和分析表明,一个共存的状态,揭示了自己,并积极优于其他可能的状态,并开发了一个简单的相图。最后给出了比热容与实验值的比较。
2003-06-18 cond-mat.supr-con
Exact Thermodynamics of Pairing and Charge-spin Separation Crossovers in Small Hubbard Nanoclusters
在基态和有限温度下的小Hubbard团簇系综中的精确数值对角化和热力学揭示了纳米团簇中新生电荷和自旋配对、玻色凝聚和铁磁性的有趣见解。关闭半填充的相图强烈建议存在后续的过渡从电子配对到不饱和和饱和的铁磁Mott-Hubbard像绝缘体,由电子排斥驱动。严格的准则存在的量子临界点的基态和相应的交叉在有限的温度下制定。2x 4站点群集的相图说明了这些功能如何随群集大小进行缩放。的相分离和电子配对,监测由磁场和电子掺杂,令人惊讶地类似于在家庭的掺杂高Tc铜酸盐的相图。
2007-01-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting dome with $extended$ $s$-$wave$ pairing symmetry in the heavily hole-overdoped copper-oxide planes
我们分析了$t$-$J$-$U$模型的双轨道(具有$d_{x^2-y^2}$和$d_{3z^2-r^2}$轨道)模拟物,用于描述沉积在Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$衬底(CuO $_2$ /BSCCO)上的氧化铜单层。我们发现,$extended$ $s$ - $wave$超导圆顶出现在重空穴过掺杂制度的模型,与主要贡献的配对来自$d_{3z^2-r^2}$轨道。此外,较低的临界掺杂的SC状态的外观符合与Lifshitz转变后,在布里渊区的$M$点周围的孔状费米口袋创建。所得结果与最近的实验结果一致[cf. Y. Zhong等人,Sci. Bull.61,1239(2016)]。在Ba $_2$ CuO $_{4-y}$块状化合物的上下文中也分析了类似的两带描述,其中认为达到了严重空穴过掺杂的情况[cf. W. M. Li等人PNAS 116,12156(2019)]。正如我们所示,一个两个圆顶结构可以实现在这样的系统与$d$ -和$s$ - $wave$对称性的间隙对应的低空穴掺杂和重空穴过掺杂的情况下,分别。
2021-01-14 cond-mat.supr-con
Competitions in layered ruthenates: ferro- vs. antiferromagnetism and triplet vs. singlet pairing
Ru基钙钛矿在其磁性方面表现出惊人的丰富性,包括3D和准2D铁磁性,反铁磁性和非常规超导性。铁磁性的倾向,源于异常大的参与O在磁性的Sr 2 RuO 4,导致铁磁自旋波动,并最终p波超导。一个相关的化合物Ca 2 RuO 4被测量为反铁磁性,这表明在Sr 2 RuO 4的反铁磁性波动的可能性。在这里,我们报告的第一性原理计算表明,在这两种化合物的铁和反铁磁的波动共存,导致一个实际的不稳定性Ca 2 RuO 4和Sr 2 RuO 4的p波和d波超导对称性之间的密切竞争。该系统的反铁磁性主要与嵌套有关,在Q=(2 pi/3,2 pi/3,0)处反铁磁性最强。令人惊讶的是,对于Sr 2 RuO 4的费米学,除了在反铁磁不稳定性附近,p波状态在任何地方都胜过d波状态。在d-波通道内的最稳定的状态有消失的序参量在三个费米面之一的Sr 2 RuO 4,而在p通道的振幅是可比的,在所有三个。
1999-02-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Odd-Parity Superconductivity Driven by Octahedra Rotations in Iridium Oxides
铱氧化物提供了一个操场,研究新的相位起源于自旋轨道耦合和电子-电子相互作用。其中,d波单重态超导体被提出用于电子掺杂的Sr $_2$ IrO $_4$,由于氧八面体绕c轴交错旋转,在一个晶胞中包含两个Ir原子。还注意到,这种氧八面体旋转影响电子输运。在这里,我们研究的八面体倾斜远离c轴的作用,在确定超导配对对称性。我们发现,八面体倾斜改变了大费米面的狄拉克点,这强烈抑制了传统的d-波配对。此外,它还促进了强哈伯德相互作用极限下有效的自旋三重态相互作用,导致从偶宇称超导相到奇宇称超导相的转变。因此,调谐八面体畸变可以用作在具有强自旋轨道耦合的强关联系统中设计自旋三重态超导体的工具。
2019-06-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coexistence of Ferromagnetism with Spin Triplet Superconductivity
对ZrZn $_{2}$、URhGe以及在一定压力范围内对UGe $_{2}$的实验结果表明,铁磁超导体是弱巡游铁磁体。在这些结果的指导下,我们采用扩展的Stoner模型描述了等自旋三重态配对超导(SC)和铁磁性(F)共存的现象,该模型在哈密顿量中包含了在位库仑相互作用、$U$和与占据相关的跳跃积分.我们使用Hartree-Fock(H-F)近似和格林函数技术。在H-F近似中,在位库仑相互作用扮演在位交换(Hund's)场的角色。所有部位间相互作用将包括H-F近似中的部位间动力学相关性$<c_{iσ}^{+}c_{jσ}>$。我们引入压力依赖的跳跃积分。数值计算结果与ZrZn $_{2}$的实验数据进行了比较。动力学相关性在没有库仑相互作用负值的帮助下产生了超导电性。该模型可以解释弱巡游铁磁性对三重态SC的激发。在ZrZn $_{2}$中实验观察到这种效应。数值分析也证实了实验结果的临界温度(居里和超导)随着外部压力的增加而降低。
2008-11-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dimensional Reduction and Odd-Frequency Pairing of the Checkerboard-Lattice Hubbard Model at 1/4-Filling
棋盘格哈伯德模型在四分之一填充时的铁磁性是哈伯德模型家族中已知的少数精确铁磁性基态之一。当最近邻跳变t1与第二邻跳变t2相比可以忽略时,系统简化为哈伯德链的集合。我们发现,只要t1 < t2,1D字符是令人惊讶的鲁棒。这种由于几何挫折而导致的降维现象导致了中间U具有一维特征的特殊磁序,并导致了靠近磁边界的奇频超导态。
2012-11-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interplay between Superconductivity and Ferromagnetism on a Topological Insulator
本文从理论上研究了拓扑绝缘体表面的邻近感生超导电性和铁磁性。特别是,我们调查如何Andreev束缚态的影响,这些现象之间的相互作用,也考虑到非常规配对的可能性。当比较自旋单重态和自旋三重态配对时,我们发现激发光谱中存在质的差异,导致后一种情况下的非带隙激发。表面态的形成及其对磁化方向的依赖性进行了研究,发现这些状态是马约拉纳费米子在$d_{xy}$波的情况下形成鲜明对比的拓扑平凡的高- $T_c$铜酸盐。研究了这些态在电导谱中的特征,并计算了在拓扑绝缘体上沉积约瑟夫森结时流过该绝缘体表面的超导电流,发现当超导体之间的区域为铁磁时,电流呈现反常的电流-相位关系,我们还表明,在金属的情况下,在这种情况下的交换场不诱导0- $π$振荡的临界电流。类似于高- $T_c$铜酸盐,拓扑表面上的零能量表面态的存在下,导致一个强大的低温增强的临界电流。
2010-03-24 cond-mat.supr-con
Possible superconductivity induced by a large spin-orbit coupling in carrier doped iridium oxide insulators: A weak coupling approach
基于有效的$t_{2g}$三轨道Hubbard模型,在具有大自旋轨道耦合(SOC)的正方晶格上研究了载流子掺杂氧化铱绝缘体SrPDMATHABMM IrO $_{4}$中可能的超导电性.数值求解线性化的Eliashberg方程的超导(SC)的间隙功能与随机相位近似,我们系统地研究了单重态和三重态SC间隙功能与可能的配对对称性和超导性的参数依赖性。对于与Sr $_{2}$ IrO $_{4}$相关的实际SOC $λ$和Hund耦合$J/U$,即对于大的$λ$和小的$J/U$区域,我们发现在电子掺杂时,带内反铁磁(AF)赝自旋$\bm{j}_{\text{eff}} = -\bm{l}+\bm{s}$涨落有利于$d_{x^{2}-y^{2}}$波赝自旋$j_{\text{eff}}=1/2$单重态配对.我们还发现,$d_{x^{2}-y^{2}}$ -波配对更稳定的增加SOC和减少Hund的耦合。此外,我们表明,一个小的$λ$和大的$J/U$区域的$s_{\pm}$ -波单重配对是有利于在空穴掺杂区。$s_{\pm}$波配对的起源是由于眶内AF自旋$\bm s$波动引起的带间对散射。虽然赝自旋三重态配对的可能性被认为是,我们发现它总是不利的所有参数在这里研究。其他强相关材料与大SOC的实验结果也进行了讨论。
2019-04-03 cond-mat.supr-con
Superconductivity From Confinement of Singlets in Metal Oxides
杨-米尔斯描述的声子和随之而来的结构的电子液体在强烈的非谐晶体,如金属氧化物显示出产生一个有吸引力的电子-声子相互作用,从而对形成的束缚态,它可以凝聚形成超导体的不稳定性。这种机制与传统超导体的配对机制有很大的不同:出现超导性的基态是成对电子和空穴的多体状态,它不符合准粒子描述,其性质类似于在铜氧化物高温超导体中看到的那些。禁闭的出现是因为电子液体结构是杨-米尔斯玻色子的来源,而不是BCS配对的传统纵向密度波。
2018-10-28 cond-mat.supr-con
O-bridged electron pairing: the microscopic mechanism for high-temperature superconductivity in cuprates and nickelates
本文提出以氧原子为桥梁的电子配对机制,用以解释铜氧化物和镍氧化物的非常规高温超导性及 d 波对称性等特征。
2024-09-06 cond-mat.supr-con
Nodeless pairing in superconducting copper-oxide monolayer films on Bi2Sr2CaCu2O8+δ
铜酸盐高温超导的配对机制一直是凝聚态物理中最大的未解之谜。解决这一问题的有效途径之一是直接研究CuO_2超导层。本文通过在Bi2Sr2CaCu2O8+δ衬底上生长CuO2单层膜,发现了两个以费米能级为中心的不同的能隙,一个较小的类U带隙和一个较大的类V带隙,并利用低温扫描隧道显微镜研究了它们与外来原子的相互作用.新发现的类U带隙具有很强的相位相干性,不受K、Cs和Ag原子的散射影响,表明其本质是CuO 2层中的无结超导能隙,而类V带隙与欠掺杂状态下的赝带隙态一致.我们的结果支持了Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8 +δ)的s波超导电性,我们认为这种超导电性源于调制掺杂产生的束缚在CuO_2层中的二维空穴液体.
2016-07-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Direct Search for a Ferromagnetic Phase in a Heavily Overdoped Nonsuperconducting Copper Oxide
载流子掺杂到氧化铜莫特绝缘体的CuO 2平面中导致反铁磁性的逐渐破坏和高温超导性的出现。在掺杂浓度p下实现最佳超导性,超过该掺杂浓度p,掺杂的进一步增加导致超导性的减弱和最终消失。对这种消亡的一个潜在解释是,铁磁涨落在过掺杂状态下与超导性竞争。在这种情况下,预测在非常低的温度下的铁磁相存在超过超导性消失的掺杂浓度。在这里,我们报告在过掺杂的La 2-xSrxCuO 4使用的μ子自旋弛豫技术的直接检查这种情况。我们检测到的静态磁矩的电子起源在低温下的严重过掺杂的非超导区域的发病。然而,磁性并不存在于一个相称的长程有序状态。相反,它表现为静态磁矩的稀浓度。这一发现严格限制了可能存在于过掺杂区的铁磁性形式。虽然一个外来杂质不能绝对排除的磁性发生的来源,这里提出的结果提供支持电子能带计算预测在高掺杂的弱局部铁磁性的发生。
2010-12-01 cond-mat.supr-con
Superconductivity coexisting with ferromagnetism in a quasi-one dimensional non-centrosymmetric (TaSe$_4$)$_3$I
具有破缺反转对称性和强自旋轨道耦合的低维材料可以产生迷人的量子相和相变。本文报道了准一维非中心对称(TaSePDMATHABMM)$_3$ I(空间群:$P\bar{4}2_1c$)晶体在2.5 ° K以下的超导性和铁磁性共存.独特的相位是反转对称性破缺的直接结果,因为相同的材料也稳定在中心对称结构(空间群:$P4/mnc$)中,其中它表现得像非磁性绝缘体。这里的共存与普遍认为的超导性和铁磁性是两种明显对立的现象相矛盾。值得注意的是,在这里,我们第一次清楚地检测到迈斯纳效应的超导状态,尽管共存的铁磁秩序。超导性和铁磁性的共存使非中心对称的(TaSe $_4$)$_3$ I成为量子物质的复杂基态的宿主,包括可能的具有难以捉摸的自旋三重态配对的非常规超导性。
2021-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Fracton pairing mechanism for "strange" superconductors: Self-assembling organic polymers and copper-oxide compounds
自组装有机聚合物和氧化铜化合物是两类“奇怪”的超导体,它们的挑战性行为不符合常规晶体中的BCS超导性的传统图像。在本文中,我们提出了一个理论模型,解释了这两类材料的奇怪超导特性。这些性质被认为是同一现象的相互关联的表现:我们认为,超导性发生在这两种情况下,因为载流子(即,电子或空穴)交换{ \it分形子激发},分形晶格的量子振荡,模拟了奇怪超导体的复杂微观组织。对于铜氧化物,由分形机制预测的超导转变温度$T_c$为$\sim 150$ K的数量级。我们建议,高温超导相的边缘成分是由分形耦合孔,冷凝在导电铜-氧平面由于本征场效应晶体管配置的铜酸盐化合物。对于在电子掺杂的聚合物中的栅极诱导的超导相,我们同时发现一个相当温和的转变温度$\sim (2-3)$ K由于电子隧穿过程的分形几何的限制。我们推测,空穴型超导观察较大的起始温度相比,它的电子型对应。这预示着空穴掺杂复杂材料中高温超导态的可能性。本研究的一个具体预测是$T\gtrsim T_c$交流传导的普遍性。
2002-10-08 cond-mat.supr-con
Observation of Superconductivity Induced Ferromagnetism in an Fe-Chalcogenide Superconductor
拓扑学、超导性和磁性之间的相互作用有望在涌现的量子材料中带来过多的奇异和非直观的行为。Fe-硫族化物超导体FeTexSe 1-x由于其固有的拓扑能带结构、高温超导性和非常规的配对对称性而与此直接相关。尽管有巨大的希望和期望,FeTexSe 1-x的局部磁性在很大程度上仍未被探索,这阻碍了对其潜在材料特性的全面了解。利用金刚石中的氮空位(NV)中心,我们报道了纳米尺度的量子传感和剥离的FeTexSe 1-x薄片产生的磁通量的成像,为FeTexSe 1-x中超导诱导的铁磁性提供了明确的证据。在已建立的拓扑超导体中,超导性和铁磁性的共存为探索量子材料中的奇异自旋和电荷输运现象提供了新的机会。NV中心和FeTexSe 1-x之间的耦合也可以应用于开发下一代基于固态的量子信息技术的混合架构。
2021-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Theory of ferromagnetic superconductors with spin-triplet electron pairing
本文提出了一个描述具有自旋-三重态电子库珀对的铁磁超导体的相和相变的准唯象理论。该理论基于超导和铁磁序参量的扩展的Ginzburg-Landau展开式。一个简单的形式的理论参数对压力的依赖关系,确保了正确的理论轮廓的温度-压力相图中出现的p波超导性和巡游铁磁性共存的稳定相。这个新的理论是在一个很好的协议与实验数据的金属间化合物,例如,UGe 2,URhGe,UCoGe,和UIr,实验证明是巡回铁磁体表现出自旋三重态超导性。建立并论证了巡游铁磁性($M$ -触发效应)导致超导现象出现的机制。在同一理论基础上,解释了这类铁磁超导体量子相变的基本特征,并与实验结果相符合。该理论允许将自旋三重态铁磁超导体分为两种不同类型:I型和II型。分类是基于数量标准,即,理论参数之间的简单关系。理论和实验都表明,这两类p波铁磁超导体在物理性质上有着本质的区别。
2014-04-05 cond-mat.supr-con
Evidence for unconventional superconductivity in a spinel oxide
LiTi $_2$ O $_4$是一种独特的尖晶石氧化物超导体,其混合价态的电荷阻挫是人们特别关注揭示其有趣的超导性质的动力。本文报道了高质量单晶LiTi $_2$ O $_4$(001)薄膜的四重旋转对称性。在外加磁场作用下,磁电阻率和上临界场在超导态内部都表现出明显的四重振荡,而在正常态下各向异性消失,表明它是超导相的一种本征性质。我们认为这是由于在LiTi $_2$ O $_4$中,$E_g$的不可约表示被$O_h$点群所保护的非常规的$d$波超导库珀对所引起的.我们的研究结果表明,在一个三维尖晶石氧化物超导体的配对相互作用的非常规字符和新的光的配对机制的非常规超导。
2022-08-02 cond-mat.supr-con
Tunable superconductivity at the oxide-insulator/KTaO$_3$ interface and its origin
超导性是由电子的库珀对凝聚而成的。在非传统超导体中产生库珀对的机制通常是难以捉摸的,因为将特定的配对机制与超导态的性质联系起来的实验特征是罕见的。最近发现的超导氧化物-绝缘体/KTaO $_3$界面可能提供有关其起源的线索。本文观察到KTaO $_3$(111),(001)和(110)界面上形成的电子气的超导转变温度Tc与载流子密度n $_{2D}$的明显关系。对于KTaO $_3$(111)界面,在接近一个数量级的范围内观察到Tc与n $_{2D}$的显著线性关系。此外,我们对超导性对栅极电场的依赖性的研究揭示了界面在介导超导性中的作用,这也允许在T = 2 K时超导性的可逆电切换。我们发现超导性对晶体学取向的极端敏感性可以通过由反转破缺的横向光学(TO 1)声子和量子限制引起的轨道间相互作用的库珀配对来解释。这种机制也与Tc对KTaO $_3$(111)界面上n $_{2D}$的依赖性一致。我们的研究对其他超导量子顺电体中的配对机制有一定的启发意义。
2022-03-11 cond-mat.supr-con
Strong-Coupling Superconductivity with Mixed Even- and Odd-Frequency Pairing
研究了能隙函数中同时含有奇频和偶频成分的超导态的朗道自由能的一般结构。在Luttinger-Ward泛函的基础上,我们阐明了不同“宇称”在时间上的紧急混合。最简单的情况下,常规的s波单重态混合的奇频三重态下破缺的时间反演对称性检查,以证明的自由能泛函的异常结构。所引起的奇频分量改变了忽略奇频分量所获得的物理量的行为。这种新的混合态也可能与铁磁性共存的强耦合超导性有关。
2012-05-25 cond-mat.supr-con