Amperean Pairing at the Surface of Topological Insulators
3D拓扑绝缘体的表面由电子自旋和动量锁定在一起的螺旋电子状态描述。我们表明,在铁磁涨落的存在下,表面的拓扑绝缘体是不稳定的超导状态与不寻常的配对,称为安培配对。其核心思想是沉积在拓扑绝缘体表面的铁磁层的动力学涨落耦合到电子作为规范场。磁规范场的横向分量是未屏蔽的,可以介导电子之间的有效相互作用。动量方向相同的电子之间存在吸引相互作用,这使得电子对为安培型。我们表明,这种吸引力的相互作用导致的$p$波配对的不稳定性的费米面的库珀通道。
2016-08-12 cond-mat.str-el
Enhancement of Local Pairing Correlations in Periodically Driven Mott Insulators
我们研究了存在时间周期调制相互作用和与热库耦合的莫特绝缘体模型。驱动和耗散的组合导致非平衡稳态与大量的doublon激发,远高于最大热平衡值。我们解释这种效果作为增强本地配对相关性,提供分析参数的基础上的Floquet哈密顿。值得注意的是,这个哈密顿量显示出发展长程交错超导关联的趋势。这表明在驱动耗散莫特绝缘体中实现难以捉摸的η配对相的可能性。
2020-02-06 cond-mat.str-el
Theory of doped Mott insulators: duality between pairing and magnetism
通过对任意二维晶格上的电子t-J模型进行玻色化,并对平均场以外的从粒子的规范涨落进行积分,得到了物理库珀对和自旋凝聚的理论.在相互Berry相位的意义上,它们是对偶的。在作为掺杂的2D莫特绝缘体范例的共振价键思想\cite{rvb}中,相互对偶性是缺失的关键。我们认为,高$T_c$现象学的基本方面找到自然的解决方案的理论。我们还提供了有趣的预测系统的六角晶格。
2003-06-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-gapped incoherent metal with preformed pairing in the doped antiferromagnetic Mott insulator
我们研究了反铁磁莫特绝缘体如何通过空穴掺杂演化为d波BCS超导体。在强耦合方法中考虑自旋涨落,我们发现了一个自旋能隙的非相干金属作为反铁磁莫特绝缘体和d波超导体之间的中间相。这种非费米液态金属在自旋分解规范理论中被认为是红外稳定的固定点,类似于从玻色子规范理论中的自旋液体绝缘体。我们考虑了反常金属相的单粒子能谱和动态自旋极化率,并讨论了其物理意义。
2007-08-13 cond-mat.str-el
Mixed-pairing superconductivity in 5d Mott insulators with antisymmetric exchange
本文研究了掺Sr $_2$ IrO $_4$的$5d$莫特绝缘体中超导相的可能存在。利用平均场方法,观察到一种混合的单重态-三重态超导电性,$d + p$,这是由于准自旋轨道耦合引起的反对称交换。我们对带几何的计算表明,由于超导能隙的节结构,可能存在拓扑保护的边缘态。这些边缘模式是自旋极化的,并出现为零能量的平带,支持对称性保护的马约拉纳状态,验证了评估的缠绕数和$\mathbb{Z}_2$拓扑不变量。最后,讨论了利用准粒子干涉(QPI)技术观测这些边缘态和确定超导能隙对称性的可能实验途径。
2017-05-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
d-wave pairing in lightly doped Mott insulators
我们定义了一个合适的量$Z_c$,它通过单粒子格林函数的反常部分来测量加到基态波函数上的两个电子的配对强度。$Z_c$区分由单电子状态描述的系统,如普通金属和带绝缘体,$Z_c=0$,以及单粒子图像不成立的系统,如超导体和共振价键绝缘体,$Z_c \ne 0$。通过对哈伯德模型在$U/t=4$上的数值精确投影,在半填充和轻掺杂区发现了具有d波散射的$Z_c$的有限值,从而强调了电子关联的一个新的定性特征。
2004-04-08 cond-mat.str-el
Metal-insulator transition and dominant $d+id$ pairing symmetry in twisted bilayer graphene
最近的实验研究已经发现了相关绝缘体相的签名和调谐的超导性在扭曲的双层石墨烯的启发,我们研究了温度依赖的电导率,自旋相关和超导配对相关的双轨道哈伯德模型涌现蜂窝晶格。电导率的温度依赖性的评估表明,有一个金属-绝缘体的转变,并在强耦合的莫特相伴随着反铁磁秩序。电子关联驱动$d+id$超导配对在宽的填充区域上占主导地位。随着层间耦合强度的增加,直流电导率、自旋关联和超导电性都受到抑制,金属-绝缘体转变的临界$U_c$也降低.我们密集的数值结果表明,扭曲的双层石墨烯应该是一个独特的可调平台,探索强相关现象。
2020-03-31 cond-mat.str-el
Intertwined Order in Fractional Chern Insulators from Finite-Momentum Pairing of Composite Fermions
通过考虑正方格点Hofstadter模型中复合费米子配对所产生的格点分数量子Hall态,研究了分数Chern绝缘体中的纠缠序问题.在某些填充分数,磁平移对称性确保复合费米子形成具有多个口袋的费米子表面,导致在存在吸引相互作用的情况下形成有限动量库珀对。我们得到的平均场相图表现出丰富的条纹和拓扑相位阵列,建立成对的晶格N-H态作为一个理想的平台,调查拓扑和传统的对称性破缺秩序的交织。
2020-06-23 cond-mat.str-el
Doping-Induced Ferromagnetism and Possible Triplet Pairing in d4 Mott Insulators
我们研究了电子掺杂对含d^4离子的莫特绝缘体的影响,这些离子包括Ru 4+、Os 4+、Rh 5+和Ir 5+,它们具有J=0的单重态基态.根据自旋-轨道耦合的强度,未掺杂的系统要么是非磁性的,要么具有不寻常的激子磁性,这种磁性是由t_2g的J=1激发三重态的凝聚产生的^[4]。我们发现,J-激子和掺杂载流子之间的相互作用强烈支持铁磁性,转换成铁磁金属的母绝缘体的反铁磁和反铁磁相,并进一步到一个反铁磁金属。接近铁磁相,低能量的自旋响应是由强烈的顺磁激发,可能作为调解人的三重配对。
2016-01-10 cond-mat.str-el
Photoinduced $η$-pairing in One-dimensional Mott Insulators
利用矩阵乘积态表象中的密度矩阵重整化群方法,研究了半满Hubbard链中由$η$配对机制引起的光激发超导关联.我们估计的特征对关联函数,并验证我们的数值结果的准确性与精确的对角化小系统的数据进行比较。在强耦合区计算了最能增强$η$对关联的泵浦参数。对于这样的泵,我们探讨了准长程序的可能性。
2020-03-24 cond-mat.str-el
Strong pairing in mixed dimensional bilayer antiferromagnetic Mott insulators
结合了受限和扩展维度的相互作用多体系统,如梯子和少层系统,其特征在于增强的量子涨落,这通常会导致有趣的集体性质。最近,二维双层系统,如扭曲双层石墨烯或超冷原子,引起了人们的极大兴趣,因为它们可以拥有丰富的相图,包括非常规的超导性。本文提出了一种在双层哈伯德模型中实现费米子高温配对的理论方案。我们介绍了一种通用的,高效的配对机制,移动掺杂剂在反铁磁莫特绝缘体,这导致结合能成正比的$t^{1/3}$,其中$t$是跳跃幅度的载流子。这种配对是由一个电荷在回溯另一个电荷产生的一串受挫折的键时获得的能量引起的。具体地说,我们表明,这种机制导致形成的高度流动,但紧密结合的对混合维费米-哈伯德双层系统的情况下。这种设置与被认为捕获铜氧化物物理的费米-哈伯德模型密切相关,并且可以通过目前可用的超冷原子实验来实现。
2021-08-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity from Flat Dispersion Designed in Doped Mott Insulators
探讨了掺杂莫特绝缘体增强超导不稳定性的途径。借助于对金属-绝缘体相变临界性的认识,提出了晶格结构的几何设计来控制不稳定性。一个指导方针是明确地使费米能级附近的平带色散,而不抑制两个粒子的通道。在一维模型中,数值研究表明,我们的有限范围跳跃的处方实现了自旋能隙和配对优势区的大幅度增强。我们还提出了几个多带系统,其中的配对是由位间库仑排斥驱动的。
1999-11-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antagonistic effects of nearest-neighbor repulsion on the superconducting pairing dynamics in the doped Mott insulator regime
单带Hubbard模型中最近邻超交换介导的d_{x^2-y^2}波超导机制面临着最近邻库仑排斥可以大于超交换的挑战。为了回答这个问题,我们使用细胞动力学平均场理论(CDMFT)与连续时间量子Monte Carlo求解器来确定超导相图作为温度和掺杂的函数,用于现场排斥$U=9t$和最近邻排斥$V=0,2t,4t$。在欠掺杂的制度,$V$增加CDMFT超导转变温度$T_c^d$,即使它降低了超导序参量在低温下的所有掺杂。然而,$V$在过掺杂状态下降低了$T_c^d$。我们深入了解这些矛盾的结果,通过详细研究的频率依赖性的异常光谱函数,提取在有限温度下通过MaxEntAux方法解析延续。系统地研究了动力学正负对配对的贡献,发现尽管$V$有高频的配对贡献,但它也有低频的配对贡献,因为它可以通过$J=4t^2/(U-V)$加强超交换。因此,延迟是至关重要的,以了解配对掺杂莫特绝缘体,如先前的零温度研究所建议的。我们还评论了大$V$的电荷顺序的趋势和d波超导电性的持久性超过扩展的$s$或s+ d波。
2016-10-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbitally Driven Spin Pairing in the 3D Non-Magnetic Mott Insulator BaVS3: Evidence from Single Crystal Studies
测量了BaVS_3单晶在结构(T_S= 240 K)、金属-绝缘体(T_MI= 69 K)和可疑轨道有序(T_X= 30 K)转变过程中的静态电学和磁学性质。在金属态和绝缘态下,电阻率几乎是各向同性的。在T_X处的磁各向异性的异常信号相变到一个有序的低T状态。结果解释在最低晶场准双峰的轨道排序和自旋配对。在T_X<T<T_MI处的无序绝缘体被描述为非磁性对的经典液体。
2000-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Re-entrant p-wave superconductivity in a Chern Dartboard Insulator
University of Illinois at Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校)
本研究提出两带超导体精确理论,应用于陈省身飞镖板绝缘体,发现HK相互作用可诱导超导并导致绝缘体-超导体-绝缘体再入相变,归因于HK相互作用与轨道间配对的融合。
2026-10-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Proximity effect and inverse proximity effect in a topological-insulator/iron-based-superconductor heterostructure
基于微观模型,对拓扑绝缘体/铁基超导体异质结构中的邻近效应和逆邻近效应进行了理论研究。超导序参量的自洽计算。当这两个系统的耦合增加时,其幅度减小。诱导配对序参量有负值和正值两种,但在$Γ=(0,0)$点附近负配对占主导地位。该参数具有双重对称性,并且包括$s$波分量和$d$波分量。诱导的配对序参量的大小在耦合强度$t_p=0.3\approx 0.06$ eV处有一个最大值。计算了能谱函数和局域态密度,可用于探测邻近效应。我们还讨论了拓扑绝缘体对铁基超导体层的反馈。正常状态的费米面被扭曲的耦合,并诱导额外的费米口袋。引入了有效的自旋-轨道相互作用项。在超导态中,序参量的四重对称性被打破,同时引入了一个$d$波分量对项。我们的主要结果可以通过分析原系统的费米面得到很好的理解。
2023-03-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
P-wave pairing and ferromagnetism in the metal-insulator transition in two dimensions
基于最近的实验证据的自旋极化基态在绝缘相的二维电子系统,我们提出铁磁自旋涨落导致的吸引相互作用的三重态通道和导致p波配对在导电相。我们使用朗道费米液体现象来解释如何增强自旋磁化率附近的临界密度产生一个有吸引力的潜力,在一个类似的机制,超流性$^3$他。随着密度的减小,p波序参量经历了从幺正态到非幺正态的转变,在一定密度范围内,p波序参量与铁磁性共存。随着密度的进一步减小,配对振幅消失,系统被描述为铁磁绝缘体。因此,我们发现两个量子临界点作为密度的函数与成对态的极化和铁磁性。我们解释了平行和垂直磁场中的磁输运测量,并提出了一个散粒噪声实验来测量对电荷。
2001-07-12 cond-mat.str-el
Finite-momentum and field-induced pairings in orbital-singlet spin-triplet superconductors
本研究揭示偶宇称轨道单重态自旋三重态超导体中,通过轨道非平庸动能与Hund耦合产生有限动量配对,自旋轨道耦合抑制该配对,大磁场诱导超导,并应用于Sr2RuO4,发现有限动量赝自旋单重态。
2024-07-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Realizing Majorana Zero Modes by Proximity Effect between Topological Insulators and d-wave High-Temperature Superconductors
从理论上研究了高温d波超导体(dSC)与拓扑绝缘体(TI)之间的超导邻近效应。当TI-dSC异质结构违反90度旋转和一定的反射对称性,我们表明,一个相当大的s波配对,共存的d波之一,出现在邻近诱导的超导电性在TI的顶面状态。弱无序进一步抑制d-波配对,但不是s-波一个在TI的表面状态。更重要的是,当表面态的费米口袋相对较小时,表面态的配对能隙是无节点的,并且接近各向同性。我们的理论结果定性地解释了最近的实验证据的近各向同性配对间隙的Bi_2Se_3的表面态诱导接近高T_c铜酸盐Bi_2Ca_2Cu_2 O_{8+δ}。我们还展示了令人信服的证据马约拉纳零模式的磁hc/2 e涡核,这可能是在未来的实验中检测。
2014-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pairing with non-opposite momentum in superconductors
BCS理论的基本特征是在具有相反动量和相反自旋的状态中的电子之间发生配对,例如,在状态(k)和(-k)之间,忽略了向量的符号,后来的理论遵循BCS理论。然而,由于任何对的质心并不总是静态的,我们必须考虑状态(k)和(-k+q)之间的配对。本文导出了动量不相反的电子对的关联函数的自洽方程组,得到了一些新的结果。这意味着,一些与超导体相关的物理学应该在未来重新解释。
2006-12-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superfuid-insulator transitions at non-integer filling in optical lattices of fermionic atoms
我们确定的超流转变温度$T_c$和基态的有吸引力的哈伯德模型,并找到新的绝缘相与非整数填充在足够强的配对吸引$|U|$。这些状态,从带和莫特绝缘相不同,来自对本地化,对跳跃在大$|U|$和高密度是由站点间,对间排斥相互作用阻碍。探测超流性崩溃的最好方法是使用费米子光晶格,它应该揭示新形式的“玻色子”秩序,反映没有凝聚的基态配对。
2007-09-13 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Critical role of the sign structure in the doped Mott insulator: Superconductivity vs. Fermi liquid
纯相互作用电子系统的超导机制一直是凝聚态物理中最具挑战性的问题之一。在BCS理论中,朗道费米液体是正常状态,一旦加入\emph{additional}对力,就会发生SC不稳定性。我们表明,在掺杂的莫特绝缘体的\emph{intrinsic} SC基态(特别是路德-金刚砂状态在有限掺杂的两个腿$t$ - $J$阶梯)可以直接变成费米气体的状态,通过两个方案,只需关闭隐藏的统计符号结构。它指出了一个新的配对范例,%超越了共振价键方案,这是一个“安培样配对”与“弦”的配对力所示的绝热连续性强各向异性的限制模型。
2019-09-03 cond-mat.str-el
Distinguishing finite momentum superconducting pairing states with two-electron photoemission spectroscopy
我们从理论上证明,双光电能谱(2 $e$ -ARPES)可以用来识别超导体中的配对状态,其中库珀对具有非零的质心动量,${\bf q}_{cm}$。我们从理论上评估了2 $e$ ARPES计数率,$P^{(2)}$,的情况下,一个$d_{x^2-y^2}$波超导体,对密度波(PDW)相,和富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫(FFLO)相。我们表明,$P^{(2)}$提供了直接洞察的质心动量和自旋状态的超导凝聚体,从而可以区分这三种不同的超导配对状态。此外,$P^{(2)}$还可以用来绘制超导序参量的动量依赖关系。我们的结果表明2 $e$ -ARPES是识别和探测超导体中${\bf q}_{cm} \neq 0$超导配对态的理想工具.
2021-08-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pair-density-wave and $s\pm \mathrm{i}d$ superconductivity in a strongly coupled, lightly doped Kondo insulator
该工作研究一维、二维 Kondo–Heisenberg 模型在大 Kondo 耦合与轻掺杂下的超导态,揭示 $s$ 波、动量 $\pi$ 配对密度波及 $s\pm \mathrm{i}d_{x^2-y^2}$ 波,并归因于有效模型中的错误符号配对跃迁。
2024-03-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Finite-momentum superconductivity with singlet-triplet mixing in an altermagnetic metal: A pairing instability analysis
Swinburne University of Technology(斯威本科技大学);Keio University(庆应义塾大学)
研究了交替磁性金属中由吸引最近邻相互作用驱动的配对不稳定性,发现有限动量配对和混合奇偶性配对的存在,揭示了单重-三重态混合超导相的多组分序参量特征。
2026-10-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Finite-momentum pairing and magnetic halos in a spin-imbalanced Holstein 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);Université Côte d’Azur, CNRS, Institut de Physique de Nice (INPHYNI)(蔚蓝海岸大学、法国国家科学研究中心、尼斯物理研究所);Department of Physics and Astronomy, University of California, Davis(加州大学戴维斯分校物理与天文学系)
该研究通过Holstein模型中的无偏量子蒙特卡洛模拟,揭示了自旋不平衡下有限动量FFLO配对及其与电荷密度波和磁晕的共存现象,为冷原子实验提供了可观测特征。
2026-10-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Geometry-induced topological superconductivity
具有p波配对的本征拓扑超导体在自然界中是罕见的。其根本原因是由于材料中电子-电子相互作用的单重态和三重态通道之间的相对强度通常很难改变。在这里,我们表明,通过考虑超导性发生在拓扑绝缘体(TI)的表面上,单重态和三重态通道之间的相对强度可以通过TI的几何形状和尺寸改变。具体地说,我们表明,在拓扑绝缘体表面上的不同位置的电子配对一般倾向于有利于三重态配对,并可以通过控制表面曲率和尺寸的拓扑绝缘体诱导拓扑超导性。我们说明了两种配置的效果,薄膜几何形状和球形几何形状与球或半球,并发现拓扑超导性出现与$p \pm ip$配对对称性占主导地位的纳米尺度的TI。因此,涡旋可以在具有适当曲率粗糙度的拓扑绝缘体表面上自发形成。这些涡旋在每个核心内支持马约拉纳零模式,并且可以用作承载马约拉纳零模式的平台,而不调用真实的磁场。我们的理论发现为在材料中实现拓扑超导开辟了一条新的途径。
2021-01-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Finite-momentum pairing and superlattice superconductivity in valley-imbalanced rhombohedral graphene
Harvard University(哈佛大学);University of Stuttgart(斯图加特大学)
本研究理论研究了谷不平衡菱面体四层石墨烯中的超导不稳定性,分类了公度与非公度配对态,发现多动量凝聚可自发形成超晶格超导体,并比较了不同配对机制的能量学,揭示了丰富的超导现象。
2026-09-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mechanism of skyrmion condensation and pairing for twisted bi-layer graphene
当巡游费米子的量子味霍尔绝缘体相被强量子涨落无序化时,序参量场的Skyrmion织构的凝聚可以导致超导性。在这项工作中,我们解决的skyrmion凝聚的机制,考虑(2+1)维,Weyl费米子和刺猬型隧道配置的序参量,违反skyrmion数守恒定律之间的散射。我们证明了量子化的味霍尔电导率($σ^f_{xy}$)控制着拓扑保护的费米子零模的简并性,并且零模本征函数或t Hooft顶点之间的重叠决定了配对的性质.我们证明了量子无序,味道霍尔绝缘体与$σ^f_{xy}= 2 N$导致不同类型的电荷$2 N e^-$超导性。概述了味霍尔绝缘体之间的竞争,BCS和对密度波通道中的电荷$2e^-$配对状态,以及扭曲双层石墨烯的复合物,电荷$4e^-$超导体的一些含义。
2021-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Superconductivity of doped Weyl semimetals: finite-momentum pairing and electronic analogues of the 3He-A phase
本文研究了掺杂反型对称Weyl半金属的超导态。具体地说,我们考虑一个晶格模型实现了一个Weyl半金属与反演对称性和研究的超导不稳定性的存在下,一个短程吸引相互作用。在声子介导的吸引相互作用下,我们发现了两个竞争态:一个完全能隙的有限动量(FFLO)配对态和一个节点偶宇称配对态。我们表明,在BCS型近似下,有限动量配对态在能量上优于通常的偶宇称配对态,并且对弱无序具有鲁棒性。虽然在能量上是不利的,但偶宇称配对态提供了3 He-A相的电子模拟,因为偶宇称态的节点具有非平凡的缠绕数,因此支持表面平坦带。我们简要地讨论了其他可能的超导态,可能实现外尔半金属。
2012-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The emergence of global phase coherence from local pairing in underdoped cuprates
通过扫描隧道显微镜研究欠掺杂铜氧化物,发现棋盘格小格内的局域配对及内部条纹对超导至关重要,其空间占据超过阈值时涌现全局相位相干。
2023-06-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Momentum space anisotropy in doped Mott insulators
我们研究了单空穴tt 't“J模型的数值计算,以解决掺杂莫特绝缘体中发现的动量空间各向异性。提出了一个简单的两带图象,用来理解不同动量态下自旋背景对掺杂空穴的屏蔽作用。在这幅图中,在欠掺杂铜氧化物超导体中通过实验观察到的结区和反结区之间的差异,来自局部能量考虑,并且相当于明确定义的准粒子行为和自旋-电荷分离相关现象之间的区别。
2005-04-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergence of electronic modes and triplet pairing from spin-1 antiferromagnetic insulators in the Kanamori-Hubbard model
Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science(物质材料研究机构纳米结构研究中心)
该研究通过双轨道Kanamori-Hubbard模型,揭示了自旋-1反铁磁绝缘体在掺杂和温度下涌现电子模式的机制,并发现小轨道间排斥可形成三重态配对,为理解强关联系统非常规量子现象提供新视角。
2026-10-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Many-body \textit{T}-matrix theory of a strongly interacting spin-orbit coupled Fermi gas: Momentum-resolved radio-frequency spectroscopy and fermionic pairing
具有自旋轨道耦合的费米气体相互作用导致了许多有趣的现象,如拓扑超流体和马约拉纳费米子。本文利用动量分辨射频谱理论研究了强相互作用自旋轨道耦合费米气体中的费米配对。我们发展了一个强耦合的$T$ -矩阵理论,并给出了一个在幺正共振极限附近的相图。从原子到分子的动量分辨光谱响应的平滑过渡的预测,在共振和以下的各向异性配对的清晰的签名。我们的预测与多体配对可以直接测试在费什巴赫共振附近的$^{40}$ K或$^{6}$ Li原子的自旋-轨道耦合费米气体。
2013-03-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The 3-Band Hubbard-Model versus the 1-Band Model for the high-Tc Cuprates: Pairing Dynamics, Superconductivity and the Ground-State Phase Diagram
高- $T_c$超导性(SC)的一个中心挑战是获得对$Cu$ - $d_{x^2-y^2}$和$O$ - $p_{x,y}$轨道自由度的特定作用的详细理解。在大多数理论研究中,使用了有效的单带Hubbard(1BH)或t-J模型。在这里,物理是掺杂到莫特绝缘体,而实际的高$T_c$铜氧化物是掺杂的电荷转移绝缘体。为了阐明相关的问题,在材料相关的物理学进入,我们比较了竞争的磁性和超导相在基态,单粒子和双粒子激发,特别是,配对相互作用及其动力学的三带哈伯德(3BH)和1BH模型。使用集群嵌入方案,即变分集群方法(VCA),我们发现哪些频率是相关的配对在两个模型中作为相互作用强度和掺杂的函数:在3BH模型中的相互作用在低到最佳掺杂制度主要是由延迟配对由于低能量自旋波动,令人惊讶的是带间(p-d电荷)波动的影响很小。另一方面,在1BH模型中,另外一部分来自“高能量”激发态(Hubbard带),其可以被识别为具有非延迟贡献。我们发现,电荷转移和莫特绝缘体之间的这些差异被重正化为3BH-和1BH-模型的基态相图,这是密切的整体协议,即是“普遍的”。另一方面,我们预期差异--以及因此材料依赖性--会在“非通用”有限T相图($T_c$ -值)中显示出来。
2010-07-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Higher angular momentum pairing states in Sr$_2$RuO$_4$ in the presence of longer-range interactions
Sr $_2$ RuO $_4$的超导对称性仍然是一个谜。时间反演对称性破缺$d_{x^2-y^2} + ig_{xy(x^2-y^2)}$配对已被提出用于协调多个关键实验。但其稳定性仍不清楚。在这项工作中,我们从理论上研究了Sr $_2$ RuO $_4$的超导不稳定性,包括自旋轨道耦合(SOC)的影响,在本地和远程相互作用的存在下,在一个随机相位近似。我们发现,列入第二近邻排斥,连同非本地SOC中的$B_{2g}$通道或轨道各向异性的非本地相互作用,可以有显着的影响$d_{x^2-y^2}$和$g$波配对通道的稳定性。在不同的参数空间中,我们分析了实现的$d_{x^2-y^2} + ig$、$s^{\prime}+id_{xy}$和混合螺旋对的Knight位移和自发边缘电流等性质,发现$d_{x^2-y^2} + ig$解与实验数据符合得更好.
2022-10-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Optical Conductivity From Pair Density Waves
本文提出了有限动量库珀对系统的光学电导率理论。在BCS配对中,交流电导率在干净的极限下是纯虚的,与此相反,如果我们在电子哈密顿量中明确地打破伽利略对称性,则对于有限动量配对,在超导能隙上存在非零的交流吸收。顶点修正对于保持平均场形式中的规范不变性至关重要,并且显著地改变了对动量方向上的光学电导率。我们进行了自洽计算,并给出了一个简单情况下的光学电导率的显式公式。这一结果适用于Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov态和对密度波的候选者提出的高Tc铜酸盐。它可以帮助检测PDW和确定配对间隙以及配对动量的方向。
2016-08-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Is there a superconducting phase in the half-filled ionic Hubbard model ?
在强关联和大离子势的极限下,研究了半填充离子哈伯德模型(IHM)。通过相似变换得到的该极限下的低能有效哈密顿量是一个带有有效第二近邻跳跃项的修正的$t-J$模型。在Gutzwiller投影重整化平均场论下,研究了零温下二维正方晶格中d波配对和扩展s波配对超导相的可能性.在禁止自旋有序的解决方案的部门,该系统显示出有限的非零d波以及扩展的s波配对振幅$Δ\sim U \gg t$。在$U-Δ$体系中,超导相的宽度随$U$和$Δ$的增加而减小,尽管扩展的s波配对相的能量高于d波配对超导相。但在自旋分辨重整化平均场计算中,它允许反铁磁(AF)顺序以及d波或扩展的s波配对,SC相不再是可行的,系统显示出从AF有序相到顺磁性带绝缘体的直接过渡。除了靠近AF转变点的半金属AF相的薄条之外,大部分AF有序相是莫特绝缘体。我们基准的AF莫特绝缘体带绝缘体过渡内的Gutzwiller投影重整化平均场论对动态平均场论(DMFT)解决使用连续时间量子蒙特卡罗(CTQMC)。我们的工作表明,在极端关联的极限下,半填充时的IHM的基态相图不存在SC相。在顺磁扇区中看到的SC相是亚稳相,其能量高于AF莫特绝缘体相。
2019-02-15 cond-mat.str-el
Spin-triplet pairing instability of the spinon Fermi surface in a U(1) spin liquid
最近对有机化合物κ-(ET)_2Cu_2(CN)_3的实验研究为二维自旋液体态提供了一个有希望的例子。这一阶段由耦合到U(1)规范场的二维自旋费米海描述。本文研究了自旋费米面由于奇异相互作用过程引起的类Kohn-Luttinger配对不稳定性。我们发现,在某些情况下,配对不稳定性发生在奇轨道角动量/自旋三重态通道。实验的影响进行了讨论。
2007-07-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Possible field-tuned SIT in high-Tc superconductors: implications for pairing at high magnetic fields
某些高温超导体(HTSC)如$\rm La_{2-x}Sr_{x}CuO_{4}$和$\rm Bi_{2}Sr_{2-x}La_xCuO_{6+δ}$在很高的磁场下的行为与非晶InOx薄膜在磁场调谐的超导体-绝缘体转变附近的行为相似。分析InOx的数据在高领域的持续本地配对振幅,我们认为,通过类比,本地配对振幅也持续到耗散状态的高温超导体,该制度通常表示为“正常状态”在非常高的磁场实验。
2005-05-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Natural orbital functional theory and pairing correlation effects in electron momentum density
自然轨道的占据数捕捉了动量空间中强电子关联的物理学。自然轨道密度泛函理论的基础上反对称化的孪积提供这些占领数和相应的电子动量密度。这一理论的一个实际实现近似的自然轨道的科恩-沙姆轨道,并使用平均场的方法来估计配对振幅导致独立粒子模型的修正。该方法应用于弱掺杂的$\mbox{La$ _2 $CuO$ _4 $}$。
2014-03-04 cond-mat.str-el
Superconductivity in homologous cuprate series: deep oscillations of pairing Coulomb potential
运动学约束的情况下产生的超导配对与大动量的屏蔽库仑势的截止排除大的动量转移。这导致了在实空间中振荡的配对势,确保了束缚单重态对的上升。在多层铜氧化物中,不仅在同一铜氧化物层中,而且在相邻层中,组成对的颗粒之间存在强的库仑相互作用。在这样一个场景的框架中,我们解释了一个普遍的依赖性的超导转变温度上的层的数量在同源铜酸盐家庭中观察到的晶胞。
2006-05-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping a spin-orbit Mott Insulator: Topological Superconductivity from the Kitaev-Heisenberg Model and possible application to (Na2/Li2)IrO3
我们研究了掺杂莫特绝缘体对蜂窝晶格的影响,其中自旋通过方向相关的Kitaev耦合J_K和弱反铁磁海森堡耦合J相互作用。这个模型是已知的有一个自旋液体基态,并可能实现在相关的绝缘体与强自旋轨道耦合。在t-J-J_K模型中研究了空穴掺杂的影响,并采用SU(2)从玻色子模型处理,该模型正确地捕获了母自旋液体。我们发现超导体的基态与自旋三重态配对,自发打破时间反演对称性。有趣的是,在低和高掺杂的配对是定性不同的,并经历了一级过渡掺杂。在高掺杂时,它平滑地连接到与底层自由粒子分散体一起传播的电子的配对状态。然而,在低掺杂下,色散强烈地受磁交换的影响,并且完全不同于自由粒子的能带结构。在这里,超导性是完全带隙的和拓扑的,类似于具有px+ipy配对的自旋极化电子。这些结果可能与蜂窝晶格铱酸盐如A_2IrO_3(A=Li或Na)掺杂有关。
2012-08-04 cond-mat.str-el
Pairing from strong repulsion in triangular lattice Hubbard model
提出了掺杂阻挫莫特绝缘体稀限空穴间的配对机制。空穴配对产生于空穴-空穴-磁振子三体束缚态。这种配对机制的根源在于单空穴动能挫折,这有利于反铁磁(AFM)相关孔周围。我们证明了一个空穴在场致极化背景上传播所产生的AFM极化子(空穴-磁振子束缚态)足够强,可以束缚第二个空穴。这些三体束缚态之间的有效相互作用是排斥的,这意味着这种配对机制与超导性有关。
2018-02-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Momentum-Resolved Inelastic X-ray Scattering as a Novel Tool to Study Charge Gap in Complex Insulators
我们报告的粒子空穴对激发在铜氧化物绝缘体中的中间制度的动量转移使用高能量非弹性X射线散射。激发光谱在Mott边缘附近显示出色散特征,揭示了铜酸盐上Hubbard带的动量结构。我们简要地讨论了潜在的使用这样的技术来研究复杂绝缘体中的未占带的动量依赖性和依赖于q的电荷涨落。
2001-03-25 cond-mat.str-el
X-Ray Scattering from Light-Driven Spin Fluctuations in a Doped Mott Insulator
用超快激光脉冲操纵自旋涨落是一种很有前途的方法,可以动态地控制强关联材料中的集体现象。然而,理解光激发自旋自由度如何在微观水平上演变,需要对它们的非平衡动力学进行动量和能量分辨表征。本文研究了正方晶格上二维莫特绝缘体中有限动量自旋激发的光致动力学。通过计算时间分辨的共振非弹性X射线散射截面,我们表明,超快泵以上的莫特间隙诱导迅速软化的自旋激发能,与瞬态重整化的交换相互作用。虽然自旋波动的空穴掺杂系统(顺磁子)的Floquet理论很好地描述,磁振子在半填充被发现偏离这一图片。此外,我们表明,顺磁软化伴随着超快抑制的$d$波配对的相关性,表明瞬态自旋激发动力学和超导配对远离平衡之间的联系。
2021-09-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con physics.comp-ph
Superconductivity and Ferromagnetism in Oxide Interface Structures: Possibility of Finite Momentum Pairing
我们引入一个模型来解释所观察到的铁磁性和超导性的LAO/STO氧化物界面结构。由于极性突变机制,每个单元电池的1/2电荷转移到界面层。我们认为,这种电荷本地化和铁磁秩序通过与传导电子交换。通常,这种铁磁性会破坏超导性,但由于界面附近的强自旋轨道耦合,磁性和超导性可以通过在有限动量下形成库珀对的FFLO型凝聚体而共存,这在强无序的存在下是惊人的鲁棒性。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
$η$--paired superconducting hidden phase in photodoped Mott insulators
我们发现,一个亚稳态的$η$ -配对超导相可以诱导光掺杂的双重子和空穴到一个强排斥的费米子哈伯德模型。双空穴凝聚源于内禀双空穴交换作用,不依赖于半满哈伯德模型的对称性。它在很宽的双光子密度和有效温度范围内延伸。不同的非平衡协议,以实现这种状态的建议和数值测试。我们还研究了超导相的光学电导率,它表现出理想的金属行为,即,电导率在零频率处的δ函数,以及在大频率处的负电导率。这些特征光学性质可以在泵浦-探测实验中提供$η$配对相的指纹。
2020-10-06 cond-mat.str-el
Graphite in 90 T: Evidence for Strong-coupling Excitonic Pairing
强磁场在石墨中诱导至少两个超过量子极限的相变,在量子极限处预期存在多体效应。我们报告了一项使用最先进的非破坏性磁体的研究,该磁体在1.4 K时可以达到90.5 T,这揭示了一个新的场诱导相,并证明在75 T时被破坏的绝缘态是电子-空穴对的激子凝聚体。通过监测面内和面外磁阻的角度依赖性,我们区分回旋和塞曼能量在驱动各种相变的作用。我们发现,与明显的例外的过渡场分离的两个绝缘状态,阈值磁场的所有其他过渡显示一个确切的余弦角依赖。值得注意的是,第二个绝缘体(相B)的破坏的阈值字段是温度无关的,附近没有可检测的朗道能级交叉。我们得出结论,场致绝缘体开始时是一个弱耦合的自旋密度波,但结束时是一个强耦合的自旋极化电子-空穴对的激子绝缘体。
2018-08-10 cond-mat.str-el
Evolution of Pairing Orders between Pseudogap and Superconducting Phases of Cuprate Superconductors
高温铜氧化物超导体中最令人困惑的问题之一是在低于超导转变温度的温度下的赝能隙相。角分辨光电子能谱(ARPES)发现PG相在动量空间的某些区域有一个能隙,并保留了一小部分费米面,称为费米弧。电弧变成d波SC间隙,其节点低于SC转变温度。本文通过研究一个低温强关联模型,得到了一个由两种对序参量表征的相,其中库珀对的总动量为零和有限。有限动量对伴随着对序的空间调制,即对密度波(PDW)。这些PDW相与电荷密度和单元内形状因子的调制交织在一起。这两种不同配对序的共存提供了超导铜氧化物独特的双能隙谱。随着温度的升高,零动量对序消失,而有限动量对序保持不变,从而实现费米弧。计算得到的准粒子谱与ARPES和扫描隧道能谱(STS)报道的结果具有相似的掺杂和温度依赖性。由于单向PDW和探测这种PDW状态在PG阶段的可能性,打破x和y之间的对称性的后果进行了讨论。
2018-11-26 cond-mat.str-el
Two-stage metal-insulator transition in the 2D Hubbard model: momentum selectivity in the 8-site dynamical cluster approximation
本文用八动量胞的动力学集团近似研究了二维正方晶格哈伯德模型顺磁相的金属-绝缘体相变。我们发现,相互作用驱动和掺杂驱动的过渡是多阶段和动量部门特定的,费米液态金属和完全带隙绝缘体相分离的中间相,其中布里渊区的一些区域是有间隙的,而其他人则维持无间隙准粒子。我们认为,这是一个逐渐缩小的弧或口袋的粗粒度版本。一个明显的粒子-空穴不对称性被发现。
2009-03-17 cond-mat.str-el
Momentum-Resolved Charge Excitations in a Prototype One Dimensional Mott Insulator
我们报告的动量分辨电荷激发在一维(1-D)莫特绝缘体研究使用高分辨率(~ 325 meV)的非弹性X射线散射在整个布里渊区的第一次。在绝缘间隙边缘的激励被发现是高度分散的(动量依赖)相比,观察到的二维莫特绝缘体的激励。在1-D中观察到的色散与自旋1/2量子链系统所特有的涉及holon的电荷激发是一致的。这些结果表明,非弹性X射线散射在提供有价值的信息强相关绝缘体的电子结构的潜在效用。
2001-03-26 cond-mat.str-el
Spin-Momentum Locked Topological Surface States, non-trivial Berry's phase and magnetoelectric quantization in topological insulators
三维拓扑绝缘体表面是一种新型的二维电子气。三维拓扑绝缘体的精确量子化磁光或轴子响应是其表面Berry相位保护自旋动量锁定态的直接结果。(PRL Viewpoint http://physics.aps.org/node/3810)。
2011-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Position-Momentum Duality and Fractional Quantum Hall Effect in Chern Insulators
我们开发了一个第一次量子化描述的分数陈绝缘体,这是传统的分数量子霍尔(FractionalquantumHall,简称FWHH)问题的对偶,位置和动量的角色互换。在这幅图中,在波动的磁场中,动量空间朗道能级中形成的各向异性的H2O H液体描述了H2O H态。这个问题的基本量子几何来自于单体和相互作用度规的相互作用,这两者都充当各向异性量子力学效应的几何图像的动量-空间矩阵。然后,我们提出了一种新的广泛的类的理想陈绝缘体晶格模型,作为各向同性的EZH效应。相互作用的问题是很好地捕捉到的Halfton赝势,并提供了一个详细的微观理解的相互作用和非平凡的量子几何的相互作用。
2015-06-11 cond-mat.str-el