Rotational symmetry breaking in superconducting nickelate Nd0.8Sr0.2NiO2 films
本研究针对镍酸盐超导配对对称性争议,通过Corbino圆盘结构研究Nd0.8Sr0.2NiO2薄膜输运的角度依赖,发现磁场诱导的旋转对称性破缺及新奇电子相,为理解其相图提供关键依据。
2022-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unconventional superconducting pairing by conventional phonons
修正了弱耦合Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)超导体中电子配对的声子机制导致传统s波库珀对的普遍看法。晶体中声速的不可避免的各向异性使得声子介导的电子吸引在空间中是非局部的,从而在宽范围的电子密度中提供具有非零轨道动量的非常规库珀对。由于这种各向异性,准二维电荷载流子经历从非常规d波超导状态到常规s波超导状态的量子相变,其中每个单位晶胞具有更多载流子。在相反的强耦合区,非常规双极化子之间的库仑排斥力减小,从而解除了玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)极限下对非常规配对的限制,从而出现了旋转对称破缺。传统的声子,而不是超交换,被证明是负责的d-波对称的铜酸盐超导体,在现场库仑排斥是大的。
2007-05-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic theories for cubic and tetrahedral superconductors: application to PrOs_4Sb_{12}
我们研究了任意序参量和费米面的立方或四面体对称的非常规超导态的弱耦合理论,并确定了零外加场下的稳定态。我们进一步研究的可能性,有多个超导过渡所产生的弱破缺的一个更高的对称群立方或四面体对称。具体来说,我们考虑两个更高的对称群。第一种是弱晶体场论,其中自旋单态库珀对具有近似的球对称性。第二种是弱自旋轨道耦合理论,其中自旋三重态库珀对具有立方轨道对称性和近似的球形自旋旋转对称性。在六方UPt_3中,这些理论容易产生多重跃迁。然而,我们发现,对于立方材料,只有一种情况下,其中两个超导转变发生在弱耦合理论。这一系列的跃迁与所观察到的PrOs_4 Sb_{12}的性质不一致。因此,我们发现,要解释两个过渡PrOs_4 Sb_{12}使用近似较高的对称群需要一个强耦合理论。有鉴于此,我们最后考虑一个弱耦合理论,其中两个单重态表示偶然地具有接近简并的转变温度(不是由于任何近似对称性)。我们提供了这样一个理论,同意与观察到的性质的PrOs_4 Sb_{12}的一个例子。
2006-09-20 cond-mat.supr-con
Intertwined Spin and Orbital Density Waves in MnP Uncovered by Resonant Soft X-ray Scattering
非传统超导体的特征通常是在它们的相图中有许多相互竞争甚至相互交织的顺序。特别是,自发地打破旋转对称性,并经常同时涉及自旋,电荷和/或轨道顺序的电子的双相,出现在铜酸盐和铁基超导体显着。与这些相位相关的波动可能提供了支撑其高温超导性的奇异配对胶。Helimagnet MnP是第一个在压力下的Mn基超导体,缺乏高旋转对称性。然而,我们的共振软X射线散射(RSXS)实验发现了新的螺旋轨道密度波(ODW)在这个三维,低对称性系统的订单,并揭示了交织有序现象前所未有的细节。特别地,ODW以自旋有序周期的一半形成,并在略高于自旋有序温度时完全发展,它们的畴同时发展,但自旋有序畴大于ODW的畴,并且它们合作产生另一个自旋有序周期为1/3的ODW。这些观察结果提供了相关材料中自旋和轨道序之间复杂相互作用的全面图像,并且它们表明向列相物理普遍存在于二维和高对称性系统之外,并且MnP的超导机制可能类似于铜酸盐和铁基超导体。
2018-08-26 cond-mat.supr-con
Superconductivity-Induced Ferromagnetism and Weyl Superconductivity in Nb-doped Bi$_2$Se$_3$
最近的实验表明,零场磁化出现在超导转变温度以下的Nb掺杂的Bi_2Se_3。这证明超导态自发地打破了时间反演对称性,并可能处于手征拓扑相。这与Cu掺杂的情况形成鲜明对比,Cu掺杂的情况可能处于非晶相并且自发地破坏旋转对称性。通过从微观模型导出系统的自由能,我们发现Nb原子的磁矩可以被手征库珀对极化,从而扩大了手征拓扑相的相空间.我们进一步表明,手征拓扑相是一个外尔超导相与体节点,连接的表面马约拉纳弧。
2016-08-26 cond-mat.supr-con
Tri-Dirac Surface Modes in Topological Superconductors
我们提出了三维拓扑超导体中具有立方色散的新型拓扑表面模。低阶色散被三重旋转对称性和时间反演对称性所禁止。库珀配对在不适当的旋转下改变符号,类似于$^{3}$ He-B。表面的表现是费米能级的态密度发散,以及在动量空间中绕原点旋转三次的等自旋。我们认为具有能带反转的Heusler合金是具有这种新型拓扑超导性的候选材料。
2014-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological crystalline superconductors with linearly and projectively represented $C_{n}$ symmetry
我们研究了具有$n$ -折叠旋转不变性的超导体在存在和不存在自旋-轨道相互作用的情况下。更具体地说,我们通过定义一系列的$Z$ -数字的Bogoliubov-de Gennes(BdG)对称类的Altland-Zimbauer分类的随机矩阵在$1$ D,$2$ D,和$3$ D的离散旋转不变性的存在下,非相互作用的哈密尔顿。我们的分析强调了库珀对的角动量在系统中所起的重要作用:对于非零角动量的配对,旋转对称性可以被投影表示,并且旋转对称性的投影表示可能具有反常性质,包括具有时间反演对称性的反对易。在1D和3D中,我们展示了如何一个$n$折叠轴增强拓扑分类,并给出额外的拓扑数;在2D中,我们建立了陈数(在类D和CI)和旋转对称的特征值之间的关系在高对称点。对于3D中的每个非平凡类,我们写下表面Majorana状态的最小有效理论。
2017-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nematic superconductivity in doped Bi2Se3 topological superconductors
向列超导是一类新的超导体,其特征是超导能隙振幅和/或库珀对自旋相对于晶格对称性的自发旋转对称性破缺。掺杂Bi 2Se 3超导体,如CuxBi 2Se 3,SrxBi 2Se 3和NbxBi 2Se 3,被认为是超导体的候选者,除了预期的拓扑超导性。最近,各种散装探针,如核磁共振,比热,磁输运,磁矩,磁化强度,一直揭示了双重对称行为在其面内磁场方向的依赖性,虽然底层的晶格具有三重旋转对称性。最近,超导电性直接可视化使用扫描隧道显微镜和光谱学。本文综述了Bi_2Se_3超导体系的超导行为研究现状,并讨论了存在的问题和发展前景。
2018-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Time-reversal symmetry breaking superconductivity in hole-doped monolayer MoS$_{2}$
在考虑原子自旋-轨道耦合的三轨道吸引Hubbard类模型的基础上,研究了空穴掺杂单层MoS $_{2}$中时间反演破缺对态的性质.由于非中心对称晶体结构中Mo $d$轨道的多带特性,空穴掺杂时会发生Lifshitz跃迁。通过Lifshitz转变点,库珀对分量之间的相对相位的符号急剧变化,导致具有复杂间隙函数的时间反演破缺相位的出现。结果表明,这种有趣的配对态的特征是在K和K $'$点附近的费米面口袋上具有三重旋转对称性的轨道和自旋角动量的有限动量空间分布.时间反转破缺超导机制可以普遍应用于非中心对称晶体结构中的自旋轨道耦合金属。
2019-06-09 cond-mat.supr-con
Ising superconductivity induced from spin-selective valley symmetry breaking in twisted trilayer graphene
本文揭示了扭转三层石墨烯中自旋选择性谷对称性破缺导致的自旋-谷锁定与内禀自旋-轨道耦合,解释了Ising超导对磁场的保护及随掺杂变化的实验现象。
2023-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Orbital Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov state in an Ising superconductor
本研究在多层2H-NbSe2中发现由Ising自旋轨道耦合与轨道效应诱导的非常规轨道FFLO态,打破平移与旋转对称性,建立完整相图,为有限动量超导提供新途径。
2023-08-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Vortices in chiral, spin-triplet superconductors and superfluids
如果库珀对波函数打破了正常相位的额外对称性,超导体就会表现出非常规的电子和磁性。自旋和轨道空间中的旋转对称性,以及空间和时间反演等离散对称性,都可能自发地被打破。当这与整体U(1)规范对称性破缺一起发生时,在超导转变之下会出现新的物理现象,这些现象是对凝聚对称性破缺的特征。这对于涡流和相关缺陷来说尤其如此。具有多组分序参量的超导体表现出各种不同的涡旋结构和密切相关的缺陷,这在属于一维表示的凝聚体中是不可能的。本文讨论了费米子超流体和超导体中破缺手征对称性,即破缺时间反演和二维宇称相结合的涡旋结构。特别是,我们考虑的涡旋和缺陷,可能会实现在薄膜中的3 He-A和层状超导体Sr 2 RuO 4的结构,并确定一些特征签名的破手征对称性,这些缺陷应该透露。
2009-05-21 cond-mat.supr-con
Layer Pseudospin Superconductivity in Twisted MoTe$_2$
本研究构建 tMoTe$_2$ 双轨道层赝自旋模型,揭示层间/层内配对与自旋-谷极化状态的对应关系,并预测弱位移场及面内磁场可诱导可调的有限动量超导态。
2025-06-15 cond-mat.supr-con
Spontaneous helical order of a chiral p-wave superfluid confined in nano-scale channels
强相互作用,有利于手征p波配对,结合强对打破限制边界,导致新的平衡态与不同的对称性破缺。基于一个强耦合的Ginzburg-Landau(GL)理论,准确地占的热力学和相图的体相的超流$^3$他,我们预测新的阶段的超流$^3$他的约束几何形状,自发打破旋转和平移对称性结合宇称和时间反演对称性。其中一个新预测的阶段表现出独特的手性和螺旋顺序的组合,这是积极稳定的圆柱形通道的半径接近库珀对相干长度,例如$R\sim 100\,\mbox{nm}$。精确的数值最小化的GL自由能产生一个广泛的区域的螺旋相作为压力和温度的函数的稳定性,除了三个螺旋不变的相位与不同的打破自旋和轨道旋转对称性。螺旋相在高压和低压下都是稳定的,并且受到具有强对断裂的边界的青睐。我们提出了计算的横向NMR频移的RF脉冲倾斜角,磁场方向,和温度的函数,这些对称性破缺相的签名。
2018-08-13 cond-mat.supr-con
Vestigial nematic order and superconductivity in the doped topological insulator Cu$_{x}$Bi$_{2}$Se$_{3}$
如果拓扑绝缘体Bi $_{2}$ Se $_{3}$掺杂有电子,则对于低密度的载流子($n\approx10^{20}{\rm cm}^{-3}$)和具有小的超导相干长度与费米波长之比($ξ/λ_{F}\approx2\cdots4$),出现具有$T_{\rm c}\approx3-4\:{\rm K}$的超导性。这些值使得超导序参量的波动变得越来越重要,以至于$T_{c}$值惊人地大。强烈的自旋-轨道相互作用导致奇宇称配对态的提出。这就引出了一个问题,即具有强配对涨落的非常规超导体的跃迁性质。我们表明,对于多组分序参量,这些波动引起的一个在$T_{\rm nem}>T_{c}$的相位。在$T_{c}$下面,几个实验证明了库珀对波函数被锁定到晶格的旋转对称性破缺。我们的理论表明,这种旋转对称性破缺,作为超导态的遗迹,已经发生在$T_{c}$之上。超导相的特征是非对角长程有序消失,但具有各向异性的超导涨落。它可以通过方向相关的顺导性,晶格软化,并在$E_{g}$对称通道增强拉曼响应来识别。此外,三阶部分避免了$T_{c}$通常的波动抑制。
2018-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.str-el
Boson-Fermion Duality and Metastability in Cuprate Superconductors
铜氧化物高T $_c$材料中的内在结构亚稳性,在CuO $_2$平面的棋盘域结构中得到证明,局部地破坏平移和旋转对称性。这种纳米尺寸的单向域的动态电荷-变形波动,涉及Cu-O-Cu分子键,导致嵌入在相关费米液体中的共振波动的抗磁性对。因此,单粒子光谱特性同时获得(i)费米低能Bogoliubov分支的传播库珀对和(ii)玻色子局域玻璃结构的紧密结合的状态,他们在高能量。单粒子激发的部分局部化导致费米表面的分离,因为巡回费米子和部分局部化费米子对之间的交换耦合的强度在从节点移动到反节点时增加。这也是为什么在空穴掺杂时,束缚费米子对主要聚集在反节点附近,并最终以各向异性的方式凝聚,跟踪单粒子谱中的间隙。
2010-01-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pair-Density-Wave Superconducting States and Electronic Liquid Crystal Phases
在传统的超导体中,库珀对的质心动量为零。在本文中,我们提出了一个超导态的理论,其中库珀对有一个非零的质心动量,非均匀超导态被称为对密度波(PDW)状态。我们表明,在一个系统中的自旋1/2费米子在2维电子自旋三重态相位旋转对称性被打破,在现实和自旋空间PDW阶段自然出现在一个理论,可以使用控制近似分析。我们发现,在这一阶段可能出现的几个超流相,可以在一个受控的BCS平均场论的治疗,与自旋三重态序参量的强度发挥的作用,这个理论的小参数。我们发现在自旋三重态超导相中,除了三重态$p$波和自旋单重态$d$波(或$s$,取决于超导相)均匀超导态外,还可能存在$d$波(或$s$)PDW超导体.这里发现的PDW相可以是单向的,双向的或三向的,这取决于自旋三重态相和超导通道占主导地位。此外,在特定的通道中发现了三螺旋状态。我们发现,这些PDW阶段是存在于弱耦合的限制,在通常的富尔德-费雷尔-拉金-Ovchinnikov阶段,需要强耦合物理除了一个大的磁场(往往两者兼而有之)。
2014-04-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Intertwined charge and pair density orders in a monolayer high-Tc iron-based superconductor
本文在SrTiO3(001)衬底上的单层Fe(Te,Se)薄膜中观测到周期为4aFe的公度CDW及CDW诱导的PDW,发现该CDW为同时打破平移和C4旋转对称性的近晶序,并揭示了其与PDW的相互作用,为研究高温超导体中交织序提供了新平台。
2023-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Twofold symmetry of $c$-axis resistivity in topological kagome superconductor CsV$_3$Sb$_5$ with in-plane rotating magnetic field
在过渡金属化合物中,由于电荷、自旋、晶格和轨道自由度的相互作用,存在许多能量相近的相互交织的有序。通常观察到的状态之一是所谓的电子态,它打破了面内旋转对称性。向列性可以与其他有序共存、影响、合作或竞争。本文通过测量磁场面内旋转时$c$轴的电阻率,研究了最近发现的可果美金属CsV $_3$ Sb $_5$的各向异性面内电子态和超导电性。当旋转面内磁场时,我们观察到超导态下超导性的双重对称性和正常态下唯一的面内电子态。有趣的是,这两个顺序是相互正交的最小电阻率的磁场方向。我们的结果为理解CsV $_3$ Sb $_5$的非平凡物理性质提供了新的思路。
2021-04-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional pairs glued by conventional phonons in cuprate superconductors
几乎毫无疑问,t-J(或哈伯德)模型中的超交换,而不是声子,是铜氧化物超导体非常规(“d波”)配对对称性的原因。然而,许多先进的数值研究没有发现超导性的哈伯德模型。另一方面,强电子-声子相互作用(EPI)的令人信服的实验证据目前已经到来。在这里,我简要回顾了一些声子介导的非常规配对机制。特别地,声速的各向异性使得声子介导的电子吸引力在空间中是非局部的,从而在具有弱EPI的常规BCS理论的框架中提供具有非零轨道动量的非常规库珀对。在相反的限制强EPI旋转对称性破缺出现作为一个非常规双极化子之间的库仑排斥减少的结果。利用变分蒙特卡罗方法,我们发现在掺杂的Mott-Hubbard绝缘体或强关联金属中,相对较弱的有限程EPI也能诱导d波BCS态。这些结果告诉我们,不良屏蔽EPI与传统的声子是负责在铜氧化物超导体的非常规配对。
2008-08-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Signature of Orbital Driven Finite Momentum Pairing in a 3D Ising Superconductor
本文报告了在局部非中心对称体超导体4Hb-TaS2中发现轨道驱动有限动量配对(FMP)的实验迹象,揭示了异常2D手性CDW、弱层间跃迁及远超Pauli极限的上临界场,结合Ginzburg-Landau分析,为3D量子异质结构中轨道驱动FMP提供了有力证据。
2024-07-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con