Resonant dielectric amplification of superconductivity at the FeSe:SrTiOT$_3$ interface
Boston College(波士顿学院);University of Tennessee(田纳西大学)
本文提出共振反屏蔽(RAS)效应能解释SrTiO3上单层FeSe薄膜超导性显著增强,并可能驱动Cooper对进入双极化子超流态,为设计高Tc超导异质结构提供新策略。
2026-10-26 cond-mat.supr-con
Crossover from superfluidity to superconductivity in a system with doping dependent attraction
研究了二维系统在s波和d波配对通道中随载流子密度增加从超流性到超导电性的零温度过渡。假设粒子吸引相关长度依赖于载流子密度$n_f$为$r_0\sim1/\sqrt{n_f}$。这种依赖性被实验发现的磁关联半径在$La_{2-x}Sr_xCuO_4$。短程库仑排斥也被考虑在内。它示出的行为与掺杂的系统是从根本上不同的情况下与$r_0(n_f)=const$。特别是,类似于d波的情况下,交叉在s通道发生,只有当耦合是较大的一些最小值,否则库珀配对的情况下发生在任何小的载波密度。讨论了该模型与高温超导体的相关性。
2002-03-22 cond-mat.supr-con
Anomalous superconductivity and superfluidity in repulsive fermion systems
本文讨论了低密度下具有纯排斥相互作用的3D和2D费米子系统中的非常规超导电性和超流性机制。我们构建这些系统的相图,并找到在自由空间中的超导态的区域,以及在具有硬核排斥的费米气体模型,哈伯德模型,Shubin-Vonsovsky模型和$t-J$模型的框架内的晶格上。我们证明了临界超导温度可以大大增加自旋极化的情况下,或在两个带的情况下,已经在低密度。所提出的理论基于Kohn-Luttinger机制或其推广,并解释或预测了各种材料中的异常$p$ -、$d$ -和$f$ -波配对,例如高温超导体、掺杂石墨烯的理想单层和双层、重费米子系统、层状有机超导体、超流$^3$ He、$^4$ He中的自旋极化$^3$ He混合物、磁阱中的超冷量子气体和光晶格。
2015-11-12 cond-mat.supr-con
Topological Superconductivity and Superfluidity
我们构造了二维和三维的时间反演不变拓扑超导体和超流体,它们分别类似于最近发现的量子自旋Hall和三维$Z_2$拓扑绝缘体.这些国家有一个完整的配对在散装,无间隙的反向传播马约拉纳状态的边界,和一对马约拉纳零模式与每个漩涡。我们表明,时间反演对称性自然出现作为一个超对称性,它改变了与每个时间反演不变的涡旋费米子数的奇偶性。在T破缺外场的存在下,这些场之间建立了非定域拓扑关联,这是实验上可观察到的突现超对称性的表现。
2008-03-25 cond-mat.supr-con
Bosonization of Cooper pairs and novel Bose-liquid superconductivity and superfluidity in high-$T_c$ cuprates and other systems
利用不确定原理和玻色子平均场论,给出了高$T_c$铜氧化物和其它赝能隙物质中库珀对玻色子化和新型玻色液体超导电性和超流性的判据.我们认为,在库珀对(存在于普通金属和具有大费米能的重掺杂铜氧化物中)的费米子极限中发生的BCS型s波或d波超导性不是具有低费米能的欠掺杂到过掺杂铜氧化物的特征。高$T_c$铜氧化物和其它赝能隙物质的超导序参量不能确定为类BCS(s或d波)能隙。我们发现,非常规的超导电性/超流性发生在玻色子极限的库珀对存在于低费米能量系统中,其中玻色子库珀对形成在赝能隙温度T* 以上的超导/超流转变温度$T_c$,然后这样的玻色子凝聚成玻色超流在$T_c$。吸引玻色子的对凝聚发生在$T_c$处,然后它们的单粒子凝聚发生在低于$T_c$的$T_c^*$处(三维(3D))或T=0处(二维(2D))。在$T_c$下面,相干的单粒子和玻色子对凝聚体作为两个不同的超流相存在。通过求解高- $T_c$铜氧化物的平均场方程,在低于T* 但高于$T_c=T^{3D}_c$的温度$T_v=T^{2D}_c$以下存在的涡旋状状态和低于$T_c$的两个超导相)及其由玻色子超流刚度表征的性质,并与关键的实验结果进行了比较。玻色液体的超导电性和超流性也存在于其他奇异的超导体/超流体中,包括量子液体、原子费米气体和低密度核物质。
2017-10-02 cond-mat.supr-con
Microscopic theory of pseudogap phenomena and unconventional Bose-liquid superconductivity and superfluidity in high-$T_c$ cuprates and other systems
基于在高$T_c$的铜氧化物及相关体系中,费米子之间的有效吸引能$\varepsilon_A$与它们的费米能$\varepsilon_F$相当,玻色Cooper对在$T_c$之上形成,然后一部分Cooper对在$T_c$处凝聚成玻色超流体的事实,提出了赝能隙现象和新型玻色液体超导电性(超流性)的一个自洽的微观理论.高- $T_c$铜氧化物和其他具有低费米能($\varepsilon_F\sim\varepsilon_A$)的系统是玻色超导体/超流体,并且在高于$T_c$时表现出赝能隙相,在$T_c$时表现出类似$λ$的超导转变,并且在低于$T_c$时表现出玻色液体超导性。高$T_c$铜氧化物中的相关电荷载流子是束缚在$T_c$上方的玻色子库珀对中的极化子。极化子和赝能隙效应随着掺杂量的增加而减弱,并在量子临界点处消失。修正的类BCS理论描述了另一种赝能隙区,但高$T_c$铜氧化物及其它体系的超流相变既不是类BCS相变,也不是通常的玻色-爱因斯坦凝聚。给出了Cooper对玻色化的判据。相干单粒子和玻色Cooper对凝聚体的平均场理论较好地描述了高$T_c$铜氧化物的新超导态和性质,与实验结果完全一致。不寻常的超导/超流体状态和其他奇异系统的性质(例如,重费米子和有机化合物,$\rm{Sr_2RuO_4}$,$^3$ He,$^4$ He和原子费米子气体)的玻色超流体理论解释得更清楚。…
2020-01-20 cond-mat.supr-con
Unconventional superfluidity of superconductivity on Penrose lattice
本文以吸引Hubbard模型为例,研究了半周期Penrose晶格上超导的非常规超流体特性,发现其超流体密度和转变温度可随无序强度增加而提升,揭示了准晶几何与无序间的相互作用。
2023-06-22 cond-mat.supr-con
Chiral superconductivity in cuprates mediated by spin-orbit coupling to spinon superfluidity
我们利用哈伯德模型证明,掺杂的反铁磁铜酸盐超导体的母体化合物稳定的自旋液体状态。在这种状态下,由于自旋凝聚体的超流性与电荷流之间的自旋轨道耦合,导致序参量相梯度与超流之间存在手征关系,从而出现了超导电性。我们提出了简单的实验测试所提出的机制。
2022-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Basic Connection between Superconductivity and Superfluidity
一个基本的和固有的简单的连接之间存在超导性和超流性。本文表明,作者以前导出的一般方程不仅适用于重电子超导体、金属超导体、氧化物超导体、金属氢和中子星的超导转变温度,而且也适用于液态~ 3 He的超流转变温度2.6mK。合理的估计是从10^-3 K到10^9 K--12个数量级的范围。同样的范例也适用于液态4 He的超流转变温度,但得到的方程略有不同。~ 3 He稀溶液在~ 4 He超流中的转变温度约为1 ~ 10 mK。这种范例在金属、铜酸盐和有机超导体的细节上表现得很好。
2003-04-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Explanation of Superfluidity Using the Berry Connection for Many-Body Wave Functions
我们证明了两种超流现象,弱相互作用玻色子的超流性和BCS模型的超导电性,统一使用集体模式所产生的Berry连接多体波函数。超流性的产生是由于这种集体模的存在,这种集体模是通过粒子间的相互作用而稳定的,这种相互作用引起了参与集体模的粒子数的波动,这表明这种集体模的存在及其稳定性比电子对的形成对超导电性的发生更为重要。
2020-01-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Introduction to the Modern Theory of Bose-Einstein Condensation, Superfluidity, and Superconductivity
本文综述玻色-爱因斯坦凝聚、超流性与超导性的现代理论,给出相关热力学原理与运动方程,通过⁴He模拟获λ相变等结果,介绍高温超导统计力学理论并与传统方法批判性对比。
2025-11-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Superconductivity and Superfluidity as Universal Emergent Phenomena
超导性(SC)或超流性(SF)在非常广泛的费米子系统中被观察到:在BCS,铜酸盐,铁基,有机和重费米子超导体中,以及凝聚态中的超流氦-3;在低能核物理中的各种SC/SF现象中;在超冷,捕获的原子气体中;以及在中子星中的各种奇异可能性中。物理条件的范围和微观物理学的差异使所有试图将这种行为统一在任何传统图像中的尝试都失败了。在这里,我们提出了一个统一的紧急凝聚态,通过共享的对称性,吸收到参数的微观差异。这反过来又迫使人们重新思考SC/SF的特定事件,例如铜酸盐高温超导性,当被视为各种其他系统共享的连续行为的一部分时,它变得不那么神秘。
2015-08-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con nucl-th
Superfluidity and Quantum Geometry in Twisted Multilayer Systems
组成层未对齐的Designer 2D材料可能会导致具有无色散的“平坦”带的能带结构。已经发现扭曲双层石墨烯显示出相关相以及与这种平坦带相关的超导性。与此同时,理论工作已经发现,超导电性和超流性是由能带结构的量子几何和拓扑结构决定的。这些最近的关键发展正在融合到一个蓬勃发展的研究课题:理解量子几何对莫尔多层膜和其他平带系统中诱导超导性和超流性的可能联系和影响。这篇文章介绍了量子几何如何在包括石墨烯在内的平台上控制超流性。我们解释了在TBG中发现的一种新型拓扑结构如何影响超导性,指出了其Beretzinskiii-Kosterlitz无磁(BKT)临界温度的几何贡献,并提到了TBG之外的莫尔材料。超冷气体被引入作为量子几何效应的补充平台,并与莫尔材料进行了比较。展望了扭曲多层系统在提供室温超导性途径方面的前景。
2023-02-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum geometry in superfluidity and superconductivity
Aalto University School of Science(阿尔托大学理学院)
本文研究了多带系统中量子几何对超流性和超导性的影响,通过平均场理论推导超流重量并提出拓扑界限。
2025-11-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Semiclassical Theory of Bardeen-Cooper-Schrieffer Pairing-Gap Fluctuations
超流性和超导性是量子相干性的真正多体表现。对于有限大小的系统,相关的配对间隙波动的大小或形状的函数。我们提供了一个参数自由的理论描述的配对涨落介观系统的特点是有序/混沌动力学。该理论准确地描述了核超流性(规则系统)的实验观测,预测了小混沌金属颗粒中超导性的普遍波动,并提供了超冷费米气体的全局分析。
2008-01-25 cond-mat.supr-con
Magnetic-field-induced superconductivity and superfluidity of W and Z bosons: in tandem transport and kaleidoscopic vortex states
我们表明,在一个足够强的磁场的背景下,量子真空的电弱部门表现出超导,出乎意料的是,由于磁场诱导的凝聚,分别,W和Z玻色子的超流性质。在临界磁场为10^{20} T时,超导体-超流体“串联”相的相变--对标准模型中的希格斯扇区的敏感性较弱。电弱真空的超导-超流相具有各向异性输运性质,因为带电和中性超流都可以仅沿着磁场轴传播。基态具有一种不寻常的“万花筒”结构,由超流涡旋的六边形晶格叠加在超导体涡旋的三角形晶格上构成。
2013-09-09 cond-mat.supr-con hep-ph
A universal low-temperature fluctuation of unconventional superconductivity revealed: Smoking gun favors Galilean bosonic superfluidity
School of Physics and Astronomy & Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai J(上海J物理与天文学院及汤川研究所)
研究发现多种超导体低温超流密度存在普适T³衰减,揭示新量子超流态,并用伽利略不变超流理论解释。
2026-09-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Higgs instability in gapless superfluidity/superconductivity
在这封信中,我们探讨了在无隙超流/超导相的希格斯不稳定性。这是除了(chromo)磁不稳定性,这是有关的波动的南武-戈德斯通玻色子领域。虽然后者可以诱导单平面波LOFF状态,但希格斯不稳定性有利于空间不均匀性,并且在没有长程力的情况下无法消除。在g2 SC态的情况下,Higgs不稳定性只能被电库仑能部分消除。但这并不排除它可以在其他奇异状态(如gCFL状态)中完全消除的可能性。
2006-07-18 astro-ph cond-mat.supr-con hep-ph
Principles of Superconductivity
本章的目的是讨论超导性作为一种现象的主要原理,它适用于每一种超导体,而与其特性和材料无关。超导性的基本机制对于不同的材料可能是不同的,但必须满足某些原则。本章介绍了超导的四个原理。(The第一章是从原来的一个稍微nodified为了自成一体)。
2004-09-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Room-Temperature Superconductivity
这是第一本关于室温超导性的书。本书的主要目的是双重的。首先,要证明在适当的条件下,超导性可以在室温以上发生。第二,介绍如何合成室温超导体的一般准则。这本书首先介绍了超导态和超导材料的物理学。常规超导、半常规超导和非常规超导的机制将在下面的章节中讨论。书的最后三章致力于室温超导性。在第二章中,首次尝试独立于任何特定机制来考察超导态的基本性质。此外,第四章还介绍了适用于任何超导类型的四个超导原理。这本书主要是写给材料科学和超导领域的专家。同时,学生也将受益于阅读本书的前九章。
2006-06-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity close to the Mott state: From condensed-matter systems to superfluidity in optical lattices
自从Bednorz和Mueller在1986年发现高温超导性以来,人们一直在努力寻找它是如何工作的。从d波对称性的序参量,反铁磁涨落的重要性,以及一个神秘的赝隙相的存在接近莫特状态,可以得出结论,高Tc超导体是明确区分从众所周知的BCS超导体。d波超导态可以通过Gutzwiller型投影BCS波函数来理解。在这篇评论文章中,我们重新审视了哈伯德模型在半填充和集中在出现奇异的超导性与d-波对称性附近的莫特状态,从梯形系统,然后研究的维度交叉到更高的维度。这可以确认短程反铁磁涨落可以介导具有d波对称性的超导性。梯子也是很好的原型系统,可以证明费米面的截断和莫特态附近预制对的共振价键(RVB)态的出现。在二维空间中,类似的情形出现在重整化群的论证中。我们还讨论了理论预测的d波超导相以及赝隙相,并解决交叉的过掺杂制度。最后,具有可调参数的冷原子系统也为这个突出的问题提供了补充性的见解。
2009-05-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
60 years of Broken Symmetries in Quantum Physics (From the Bogoliubov Theory of Superfluidity to the Standard Model)
对量子理论中的自发对称性破缺(SSB)现象进行了回顾性的历史概述,该问题已在粒子物理学中以希格斯机制的形式实现。主要项目有:--Bogoliubov的超流性微观理论(1946); --BCS-Bogoliubov的超导理论(1957); --作为库珀对的超流性的超导性(Bogoliubov - 1958); --将SSB转移到QFT模型中(60年代早期); --希格斯模型在电弱理论中的胜利(80年代早期)。希格斯机制的作用及其在当前标准模型中的地位也被提及。
2009-06-02 cond-mat.supr-con hep-ph hep-th
Theory for superfluidity in a Bose system
本文提出了多粒子相互作用玻色系统(如液态$^4$ He)中超流性的微观理论。我们表明,类似于超导体中的超导电性,玻色系统中的超流性来自相反动量的粒子配对。我们证明了超流态下单粒子激发谱中存在能隙,以及超流跃迁时存在特定的热跃变。我们导出了超流粒子密度$n_s$作为温度$T$和超流速度${\bf v}_s$的函数的表达式。我们表明,超流态自由能密度$F$是$v_s$的增函数(即,$\partial F/\partial v_s > 0$),这表明超流体有保持不动的趋势(这一结果定性地解释了赫斯-费正清效应,它类似于超导体中的迈斯纳效应)。我们进一步推测了方程${\bf j}=-Λ\nabla\times \text{\boldmath $ ω $}$的存在性,其中${\bf j} = n_s{\bf v}_s$是超流流密度,$\text{\boldmath $ ω $}=\nabla\times {\bf v}_s$是超流涡量,$Λ$是正常数(借助于这个方程,可以定量地描述Hess-Fairbank效应).
2009-03-12 cond-mat.supr-con
Electron - Phonon Superconductivity
在这一章中,我们回顾了传统的电子-声子超导性的要点,通过Migdal-Eliashberg形式主义提供。签名的电子-声子相互作用,因为它们出现在传统的超导体,详细描述。附录简要介绍了最近试图了解所有耦合强度的电子-声子相互作用。
2001-06-07 cond-mat.supr-con
The impact of the electric field on superconductivity in the time-dependent Ginzburg-Landau theory
本文讨论了电场对正常状态下绝缘体的超导体、低载流子浓度下的超导半导体和强相互作用下费米子的超冷气体的影响。电场穿透这些系统并影响库珀对。我们表明,如果有库珀对超导体的临界温度以上的电场迫使库珀对玻色凝聚和超导电性的开始,从而提高临界温度。为了研究这种现象,我们数值求解了由含时Ginsburg-Landau理论得到的s波超导体的麦克斯韦方程组。我们的研究为验证费米子配对先于超导电性和超流性提供了一条新的实验途径。
2020-02-11 cond-mat.supr-con
Thermo- and gas-dynamical processes in NPPs after accidents
在超流性和超导性理论中,理论上发现了自由能的跳跃,并自然地称为{ \it零级相变}。我们提出了一个例子,在这样的相变发生一个完全可解的问题。
2005-12-28 cond-mat.supr-con
An introduction to the quasiclassical theory of superconductivity for diffusive proximity-coupled systems
第二章发表于《超导体的物理学》,Bennemann和Ketterson编辑,Springer-Verlag,2004年。
2004-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity and Josephson effects in superconducting hybrid structures
第一章:薄SN双层中的超导性。第二章:SF系统中的邻近效应。第三章:SFS结中的约瑟夫森效应。第四章:d波约瑟夫森结中节状准粒子引起的退相干。
2003-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnon BEC and Spin Superfluidity: a 3He primer
玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)是一种形成集体量子态的量子现象,其中宏观数量的粒子占据最低能态,因此受单个波函数支配。在这里,我们强调的BEC在磁子系统-磁振子的BEC,基本磁激发。磁振子BEC表现为旋进自旋的自发涌现态,其中所有自旋即使在非均匀磁场中也以相同的频率和相位旋进。我们以$^3$ He超流相的自旋旋进为例来考虑这种现象。这些相中的磁振子BEC具有自旋超流性的所有性质。相位相干旋进态属于相干量子态的范畴,它通过超流、超导、量子霍尔效应、约瑟夫森效应等宏观量子现象表现出来。
2009-04-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con hep-ph
Superfluid flow above the critical velocity
自上个世纪以来,人们在从核物质到原子量子气体的许多不同的背景下对超流性和超导性进行了广泛的研究。这些系统相对于外部扰动的刚性导致超流体的无摩擦运动和超导体中的无电阻电流。当外部扰动超过临界阈值时,即超过超导体的临界磁场或临界电流时,这种特殊的行为就会消失。在超流体中,如液氦或超冷气体,对应的量分别是临界转速和临界速度。提高批判价值观具有重要的基础性和实践价值。在这里,我们表明,超流性可以实现以上的临界速度通过量子干涉诱导共振的流动。这对超流性和超导性的基本理解具有深远的影响,并在量子精密测量中开辟了新的应用可能性,例如在旋转传感中。
2015-05-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Ultra high temperature superfluidity in ultracold atomic Fermi gases with mixed dimensionality
实现更高的超流转变$T_c$一直是超导和原子费米气体领域的目标。在这里,我们建议,通过使用混合维数,可以实现超高温超流体在两个组件的原子费米气体,其中一个组件感觉到一个规则的三维(3D)连续空间,而另一个是受一维光学晶格势。通过调节晶格间距和陷阱深度,可以有效地提高费米能级,从而在配对时,超流可以在超高温(以费米能量为单位)甚至超过量子简并区域发生,远远超过普通3D费米气体和所有其他已知的超流体和超导体中的温度。
2018-09-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mottness induced superfluid phase fluctuation with increased density
在铜氧化物高温超导体中,随着载流子密度的增加,超流相刚度减小,这是从超流性的量子密度-相位共轭理论中得到的。本文通过解析估计和变分Monte Carlo计算验证了超流玻色液体的理论,指出随着载流子密度的增加,底层载流子的Mottness会引起超流更强的相位涨落。这种效应将预期的密度增加相刚度变成圆顶形状,与最近的观察结果非常一致。具体而言,由于“干扰”的低能量玻色子的有效质量发散再现观察到的相刚度和转变温度之间的非线性关系。我们的研究结果提出了一个新的范例,在一些强关联材料中的非常规超导性是由玻色子超流物理描述的,而不是配对强度限制的库珀配对。
2022-09-19 cond-mat.supr-con
The BCS-BEC crossover induced by a shallow band: Pushing standard superconductivity types apart
众所周知,固体中几乎空(浅)导带的出现强烈影响其超导性质。在浅能带中,载流子耗尽,速度接近零,从而接近于从Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)超流到玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的过渡。基于一个两个波段的原型系统,一个浅和一个深带,我们证明了超导磁响应的基本相图的定性变化相比,只有深带的标准超导体。所谓的I型和II型超导体之间的类型间域(IT)在相图中从BCS到BEC侧时系统地扩展:其宽度与库珀对半径的平方成反比,库珀对半径通过交叉收缩几个数量级。我们还表明,耦合到一个稳定的冷凝物的深带,使系统相当强大的,否则强大的超导波动。因此,由浅能带引起的BCS-BEC交叉将标准超导类型推得很远,使得IT域倾向于主导相图,从而主导浅能带超导体的磁性。
2016-10-28 cond-mat.supr-con
Spin-One Secondary Pairing in Two-Flavor Color Superconductivity: Spinful Relativistic Superfluidity and Anomaly Matching
Department of Physics, Keio University(庆应义塾大学物理系)
本文研究双味色超导相中的二次配对,发现同手征性J^P=1^+凝聚体实现自旋相对论超流,具有点节点和Berry项,并通过Wess-Zumino耦合及BdG味二重态满足反常匹配。
2026-09-22 cond-mat.supr-con hep-ph hep-th
What can we learn from comparison between cuprates and He films ? : phase separation and fluctuating superfluidity
在高$T_{c}$铜氧化物超导体(HTSC)的欠掺杂、过掺杂、Zn掺杂或条带形成区中,在$T\to 0$处的超流密度$n_{s}/m^{*}$与$T_{c}$表现出普遍的相关性。$^{4}$ He薄膜在无孔或多孔介质中以及$^{4}$ He/ $^{3}$ He薄膜在多孔介质中的二维超流密度与超流转变温度之间存在类似的强相关性。基于HTSC和He膜系统之间的类比,我们提出了一个铜酸盐模型,其中:(1)过掺杂区域的特征在于类似于$^{4}$ He/ $^{3}$ He的相分离;和(2)对(玻色子)形成和波动的超导性发生在不同的温度高于$T_{c}$在欠掺杂区域。
2000-12-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Controlling topological superconductivity by magnetization dynamics
本文从理论上研究了$s$波超导体中的经典磁性杂质链。利用旋转波的描述,我们推导出一个有效的哈密顿描述的新兴芝带。我们发现该哈密顿量具有非平凡的拓扑性质,并通过数值和解析方法得到了相应的拓扑相图。我们发现,改变进动频率提供了一个控制拓扑相变和出现的马约拉纳束缚态。我们提出在自旋霍尔装置中通过自旋转移矩驱动磁性杂质或磁性织构进入进动,并在平面磁序的情况下利用自旋超流性对其进行操纵。
2017-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-equilibrium Enhancement of Cooper Pairing in Cold Fermion Systems
本文类比Eliashberg [G. M. Eliashberg,在“非平衡超导性”中,由D. N. Langenberg和A. I. Larkin(North-Holland,New York,1986)]关于微波对超导性的增强。通过由于与玻色子浴的热接触和/或蒸发冷却引起的热损失平衡的费米子的光学激发使得能够存在稳定的非平衡态。这种状态表现为准粒子谱向更高能量的移动,这种效应有效地提高了配对转变温度。作为一个例子,我们计算了有效的增强库珀配对和超流性的正常和超流相的混合物的Rb和Li在小偏离平衡的限制。有人认为,在实验中所希望的效果并不限于这样的小扰动和有效的配对温度的提高可能是相当大的。
2010-01-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Exploring Strongly Interacting Gapless States: Cuprates, Pair Density Waves, and Fluctuating Superconductivity
研究了对密度波(PDW)和涨落PDW的物理性质,并利用它建立了一个有效的铜氧化物高温超导体中强相互作用赝能隙相的理论。在第二章中,我们研究了最简单的PDW态--Fulde-Ferrell态对入射光的响应。凝聚态的集体运动起着关键作用;规范不变性引导我们得到正确的结果。从第三章到第七章,我们利用量子涨落PDW构造了一个赝带隙金属态。我们分析了最近的扫描隧道显微镜(STM)发现的d波超导体的涡旋晕周期8密度波。我们把它在更广泛的赝能隙现象的背景下,并比较各种PDW驱动的模型和电荷密度波(CDW)驱动的模型的实验结果。我们提出实验来区分这些不同的模型。我们提出了PDW的Bogoliubov带。我们从涨落超导的一般观点讨论涨落PDW。讨论了超导序参量涨落时Bogoliubov带的演化。我们比较理论预测与现有的实验角度分辨光电子能谱(ARPES),红外电导率,抗磁性,晶格对称性破缺。这里介绍的材料是基于参考。[38、40、41]。
2020-05-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Understanding Novel Superconductors with Ab Initio Calculations
本章概述了计算超导领域的进展。随着MgB 2的发现(2001年),基于密度泛函理论的方法的发展有了令人印象深刻的加速,以从第一原理计算实际超导体的临界温度和其他物理性质。国家的最先进的从头算方法已经达到预测精度为传统的(声子介导的)超导体,并取得实质性进展也为非传统的超导体。本章的目的是概述现有的超导计算方法,并提出一些材料发现的主要进展。
2019-03-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Study of Vortex Dynamics and Phase Transitions in Superconducting Thin Films
在我的博士论文中报告的工作是使用扫描隧道光谱、低频交流磁化率测量和互补输运测量对II型超导体薄膜中的涡旋动力学和相变进行实验研究。第一章和第二章介绍了超导性的基础知识和论文中使用的方法。第三章讨论了周期钉扎中心对NbN薄膜中涡旋晶格的几何形状和动力学性质的影响。对涡旋Mott-like态到涡旋Metal态的动力学转变进行了对比研究。第四章研究了强无序对NbN薄膜中涡旋晶格的影响。在这里,我们表明磁场诱导的粒度引起的赝能隙相,这是用来解释超导体到绝缘体的转变,在更强的无序。第五章研究了a-MoGe薄膜的二维涡旋晶格熔化。我们讨论了六角涡旋流体相和BKTHNY两步熔化在这种情况下的观察。还描述了样品厚度对这些相的影响。第六章研究了弱钉扎a-MoGe薄膜中涡旋量子涨落的可能性。钉扎对这种波动和量子热交叉的可能性的影响也进行了探讨。
2020-12-01 cond-mat.supr-con
Imbalanced d-wave superfluids in the BCS-BEC crossover regime at finite temperatures
费米超流体中的单重态配对在每个配对伙伴的费米子数量不相等时会受到阻碍。由此产生的“不平衡超流体”已经在实验上实现了超冷原子气体与s波相互作用。受高温超导性的启发,我们研究了d波相互作用的情况,并发现与s波超流体的显著差异。而s波不平衡费米气体往往在现实空间中的相分离,在一个平衡的冷凝物和不平衡的正常晕,我们表明,d波气体可以在倒易空间相分离,使不平衡和超流性可以共存的空间。我们表明,解释这种属性的机制是在节点的间隙中的极化激发的创建。Sarma机制,目前只在非零温度的s波的情况下,仍然适用于温度为零的限制的d波的情况下。因此,d-波BCS超流体相对于不平衡更稳健,并且可以确定其中s-波BCS超流体被抑制而d-波超流体不被抑制的相图的区域。当把这些结果推广到强束缚分子的BEC极限时,序参量的对称性就不那么重要了.在计算结构因子和临界温度时,考虑了平均场以外的涨落的影响.结构因子的极点(对应于束缚分子态)在d波情况下比s波阻尼更小。在么正性极限的BCS侧,临界温度遵循对应于电子对结合能的温度,因此也将更稳健地对抗不平衡。讨论了实验观测d波超流性的可能途径。
2008-02-29 cond-mat.supr-con
Nuclear Superconductivity in Compact Stars: BCS Theory and Beyond
这一章提供了一个审查微观理论的配对在核系统和中子星。特别注意的是平均场BCS理论及其扩展,包括极化的介质和延迟的相互作用的影响。研究了具有同位旋不对称性的核系统中的超流性。我们进一步解决了稀释核系统中从弱耦合BCS描述到强耦合BEC极限的交叉问题。最后,在观测范围内的旋转异常的质子星,我们讨论了超流中子星和超流和正常组件之间的相互摩擦的涡旋状态的模型,以及I型超导质子子系统的可能性。
2006-07-15 astro-ph cond-mat.supr-con nucl-th
Is electromagnetic gauge invariance spontaneously violated in superconductors?
我们的目的是给那些基本方面的超导性,而不是在经典教科书中处理的教学介绍。特别是,我们强调,全球U(1)相旋转对称性,而不是规范对称性,是自发违反,并表明BCS波函数是,相反,在文献中的要求,完全规范不变。我们讨论了序参量的性质,许多简并态的物理起源,以及具有固定粒子数的超导性公式与定义良好的相之间的关系。我们激励并在一定程度上推导出低温下的有效场论,探索对称性和守恒定律,并证明该理论的经典性质。最重要的是,我们表明,整个现象的超导性基本上是从一个单一的假设带电序参量字段。这一现象学包括安德森的超流性特征方程、电磁屏蔽、伯努利霍尔效应、洛伦兹力的平衡以及量子效应,其中普朗克常数通过U(1)相场的紧凑性表现出来。后者的影响包括磁通量子化,相位滑移,和约瑟夫森效应。
2005-03-16 cond-mat.supr-con
Reexamining Ginzburg-Landau theory for neutron $^3P_2$ superfluidity in neutron stars
Ginzburg-Landau(GL)有效理论是研究临界温度附近超导电性或超流性的有效工具,通常用序参量展开到4阶就足以描述二级相变。本文讨论了与中子星内部有关的中子$^{3}P_{2}$超流性的GL方程。我们导出了凝聚体中的GL展开式,直到8阶,并且发现这一阶对于系统具有唯一的基态是必要的,不同于通常的情况。从高密度下两个中子间的主要吸引力$LS$势出发,采用辅助场方法和Nambu-Gor'kov表象,导出了GL方程的路径积分形式.对GL方程推导过程中所需的迹计算进行了详细的描述。作为数值计算的结果,我们给出了中子$^{3}P_{2}$超流在温度和磁场平面上的相图,发现8阶项导致一阶相变,它的存在在Bogoliubov-de Gennes方程中被预测,但迄今为止在GL展开到6阶的框架内还没有发现。序相变将影响中子星的内部结构。
2019-08-06 astro-ph.HE cond-mat.supr-con hep-ph
Surface pair-density-wave superconducting and superfluid states
富尔德、费雷尔、拉金和奥夫钦尼科夫(FFLO)预测了非均匀超导和超流基态,自发打破了平移对称性。在这封信中,我们证明了从FFLO到正常状态的转变作为温度或增加费米表面分裂的函数不是一个直接的。相反,系统有一个额外的相变到一个不同的状态,其中对密度波超导(或超流性)只存在于系统的边界,而系统的大部分是正常的。表面对密度波状态是非常稳健的,并且存在于比FFLO状态大得多的场和温度。
2019-05-13 cond-mat.supr-con
Considerations on the Mechanisms and Transition Temperatures of Superconductors
综述了角动量通道$\ell$中有效电子-电子相互作用的动量和频率依赖性以及确定$T_c$的相互作用的性质。这两种相互作用引起的声子交换以及纯电子的自旋密度,电荷密度或电流密度的波动被认为是。特别注意的是量子临界波动的作用,包括配对,由于其虚拟交换以及由于非弹性散射脱配对。在此基础上,综述了冷原子中声子诱导超导电性、液体$He^3$中的超流性、某些重费米子化合物中的超导电性、铜氧化物中的超导电性、磷化合物中的超导电性以及跳价化合物中的超导电性等方面的实验数据和理论。给出了以下观测结果的物理基础:在有吸引作用的幺正极限下,费米的s波$T_c$与费米能的普适比值约为0.15,声子诱导s波超导中最大$T_c$与典型声子频率的比值也是同一数量级;液态$He^3$是一种在其熔化压力附近的强关联费米液体,其p波$T_c$与重整化费米能量之比仅为$O(10^{-3})$ ;在铜氧化物和重费米子中,d波超导性发生在由一类特殊的量子临界涨落控制的区域中,该比率上升到$O(10^{-2})$。这些讨论还提出了获得更高$T_c$的重要因素。
2010-01-20 cond-mat.supr-con
Superconductivity of QCD vacuum in strong magnetic field
我们证明了在足够强的磁场中,QCD真空可能经历一个新的相变,在这个相变中带电$ρ^\pm$介子凝聚。在这个阶段,真空表现为各向异性的非均匀超导体,它支持沿磁场轴的超导性。在横向于磁场的方向上,超导性不存在。磁场诱导的各向异性超导性--它是在冷真空中实现的,即在零温度和零密度下--是$ρ$介子与电磁场的非最小耦合的结果。带电$ρ^\pm$介子的超导电性的开始也应该引起中性$ρ^0$介子的非均匀超流性。我们还认为,由于简单的运动学原因,足够强的磁场通过关闭$ρ$介子强衰变为带电π子的主要通道,使$ρ$介子的寿命更长。
2010-09-12 cond-mat.supr-con hep-lat hep-ph
The Effect of the Non-Abelian Quantum Metric on Superfluidity
本文研究了非阿贝尔量子度规对时间反演对称系统超流权重的影响,发现其贡献在总Chern数为零时依然显著,并在MoS2和TiSe2中分别占比达20%和50%。
2025-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Vector-boson condensates, spin-triplet superfluidity of paired neutral and charged fermions, and $3P_2$ pairing of nucleons
在回顾了均匀外磁场中复标量场凝聚的性质后,着重研究了磁场与复中性矢量玻色子场塞曼耦合的相位和带电矢量玻色子场的相位。这些系统可以表现为超导和铁磁超流体以及普通和铁磁超导体。研究了占据半个空间的铁磁超流和超导系统在均匀磁场$H$作用下的响应。在此基础上,考虑了自旋守恒的中性费米子的自旋-三重态配对。发现了新的相,证明了在外加磁场中,平均自旋为零的相是不稳定的,可以形成非零自旋的相。对于$H>H_{\rm cr 2}$的自旋三重态配对和铁磁超流性继续存在以上的“旧”相变的临界温度$T_{\rm cr}$。对于一定的参数选择铁磁超流相已经形成$H=0$,其特征在于由自己的磁场$h$。域的形成进行了讨论。其次,研究带电费米子的自旋三重态配对。发现了具有铁磁超导性的新相。然后,研究了中子星物质中的3 P $_2$ $nn$配对。还考虑了3 P $_2$ $pp$配对。在BCS弱耦合极限和超出该极限时,对$3P_2$ $nn$和$pp$配对以及3S $_1$ $np$配对进行数值估计。
2021-06-23 cond-mat.supr-con hep-ph nucl-th
When Superconductivity Crosses Over: From BCS to BEC
本文综述天然与人工超导平台,系统刻画介于 BCS 与 BEC 区间之间的渡越超导,并展示 BCS 理论可扩展至强关联超导体。
2024-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Dynamics of Superfluid-Superconducting Magnetars: Magnetic Field Evolution and Gravitational Waves
该研究构建耦合超流、超导与电磁场的最小磁星模型,揭示强旋转对内外磁场及超导性的影响,并提出含引力波特征的可检验理论。
2025-03-15 astro-ph.HE cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Tuning topological superconductivity in helical Shiba chains by supercurrent
最近的实验研究磁性原子阵列沉积在超导体的顶部已经打开了一个新的篇章,在拓扑超导性的研究。我们概括了Pientka等人[\textbf{88},155420(2013)]导出的微观模型,以适应宿主材料中有限超电流的影响。以前,人们发现,螺旋链与非平面纹理的困扰,由一个无隙相。我们表明,通过采用超电流,它是可能的调整链从无带隙相的拓扑带隙相。还可以在平凡相和拓扑间隙相之间调节链,其尺寸可以由于超导而显著增加。对于平面织构,超导主要促进了无间隙相的扩散。我们的预测,这可以在STM实验中探测,是令人鼓舞的观察和操纵马约拉纳状态。
2014-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Duality in 2+1D Quantum Elasticity: superconductivity and Quantum Nematic Order
本文将Nelson-Halperin-Young二维熔化理论推广到2+ 1维量子动力学情形。玻色子量子晶体在超流体或超导体中二元论化,表现出双液晶有序,对应于位错的玻色凝聚体,表现出双剪切迈斯纳-希格斯机制。由Lammert,Toner和Rokshar提出的拓扑有序的α相在这个框架中找到了一个简单的解释。有序的声子是一个真正的量子相位:动力学滑移原理干扰了晶体的声子谱在垂直于指向矢的方向上重新出现的效果。新的见解遵循的二元性的基本性质的超流性和超导性。超流体可以被看作是一种弹性介质,在剪切应力下失去了刚性。当带电晶体的电磁迈斯纳相位恢复二元化,表现出奇特的屏蔽电流振荡时,剪切穿透深度变得大于伦敦穿透深度。
2003-09-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Beyond Random Phase Approximation in electron-hole bilayer superfluidity
University of Antwerp(安特卫普大学);University of Camerino(卡梅里诺大学);CNR-IOM Democritos(意大利国家研究委员会-材料研究所德谟克利特中心);Università di Trieste(的里雅斯特大学)
本文研究了电子-空穴双层超流中一阶修正对屏蔽和有效配对的影响,发现RPA在低密度下仍为良好近似。
2025-10-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con