Non-local Coulomb correlations in pure and electron-doped ${\mathrm{Sr}}_{2}{\mathrm{IrO}}_{4}$: spectral functions, Fermi surface and pseudogap-like spectral weight distributions from oriented cluster dynamical mean field theory
我们解决的非本地库仑相关性和短程磁波动的作用在高温阶段的Sr $_2$ IrO $_4$在国家的最先进的光谱和第一性原理的理论方法。引入一种新的集团动力学平均场方案,我们计算动量分辨光谱函数,我们发现是在很好的协议与角分辨光电子能谱。我们表明,虽然短程反铁磁波动是至关重要的,即使在高温顺磁相的材料的电子特性,远程磁秩序是绝缘状态的必要成分。在掺杂时,产生一种奇异的金属状态,表现出类似铜酸盐的伪能隙光谱特性,为此,我们提出了一个令人惊讶的简单的理论机制。
2018-01-26 cond-mat.str-el
Interaction Effects and Pseudogap in Two-Dimensional Lateral Tunnel Junctions
报道了二维横向隧道结(2DLTJ)的隧穿特性。当两个相同的二维电子系统被一个薄的能垒横向隔开时,在隧穿态密度(TDOS)中检测到库仑能量级的赝能隙。库仑赝能隙在量子霍尔区仍然很强,直到它被TDOS中的回旋能隙所掩盖。赝能隙被面内磁场修正,证明了面内磁场对电子-电子相互作用的重要影响。
2006-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Model of d-wave electron pairing in hole doped cuprate superconductors: A possible explanation for the pseudogap regime
在掺空穴铜氧化物超导体的Cu-O平面内构造了实空间局域空穴对。我们证明了解析和数值计算,两个电子,由于最近邻库仑排斥禁闭效应,可以在一个单一的plaquette与d-波对称配对。该方案支持铜酸盐的“无胶”配对图片。在此基础上,给出了费米口袋(或费米弧)的物理起源和两种赝能隙行为。我们的框架直接导致在这些化合物的赝能隙温度T* 和空穴掺杂水平x之间的统一的线性关系。
2010-07-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bose-Einstein condensation in the pseudogap phase of cuprate superconductors
我们已经确定了未屏蔽的Froehlich电子-声子相互作用(EPI)作为最重要的配对在铜氧化物超导体,现在证实的同位素替代,最近的角分辨光电发射(ARPES),和一些其他的实验。低能物理是指在强EPI区域中的移动晶格极化子和双极化子。在我们的“库仑-弗勒利希”模型的框架下,许多实验观察已被预测或解释,该模型充分考虑了长程库仑排斥和弗勒利希EPI。它们包括赝能隙、不寻常的同位素效应和上临界场、正常态能斯特效应、抗磁性、霍尔-洛伦兹数和巨邻近效应(GPE)。这些实验以及费米能和临界温度的无参数估计支持了铜氧化物赝隙相中实空间晶格双极化子的真正的玻色-爱因斯坦凝聚。相反,相位波动(或涡旋)的情况下是不兼容的绝缘类面内电阻率和磁场依赖的轨道磁化的电阻状态下的欠掺杂铜氧化物。
2006-12-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pseudogap and the specific heat of high $T_c$ superconductors
研究了具有局域相互作用的二维排斥哈伯德模型的比热。我们使用的两极近似表现出明确的重要的相关性,是来源的赝间隙异常。比热和赝能隙之间的相互作用是目前工作的主要焦点。我们的自洽数值计算结果表明,以上的占领$n_T\approx 0.85$,比热开始下降,由于赝能隙的状态密度的存在。我们还观察到比热的双峰结构。这样的结构相对于库仑相互作用$U$是稳健的,但是它显著地受占据$n_T$的影响。根据重整化准粒子带对双峰结构进行了详细的研究。第二近邻跳跃的比热行为和赝能隙的作用,进行了广泛的讨论。
2013-01-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong correlation, electron-phonon interaction and critical fluctuations: Isotope effect, pseudogap formation, and phase diagram of the cuprates
在具有长程库仑力的Hubbard-Holstein模型中,我们重新审视了超导铜酸盐的电荷有序情形,并解释了不同类别的铜酸盐中是否存在所形成的条纹相。我们还评估了平均场和波动校正的临界线的电荷排序,我们将它们与发生在铜酸盐的各种pseudogap交叉线,我们讨论了其特有的同位素依赖性的机制。考虑到电荷有序过渡的动力学性质,我们解释了T* 的传播及其同位素位移,获得不同的特征时间尺度的实验探针。
2001-09-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interplay between the charge density wave phase and a pseudogap under antiferromagnetic correlations
本研究通过n极近似结合二维Hubbard模型与类BCS模型,探索短程反铁磁关联对CDW相的影响,发现U增强使反节点能带变平、费米面重构,且CDW相和正常态均存在Lifshitz转变(正常态转变先于赝能隙出现)。
2024-11-07 cond-mat.str-el
High-energy pseudogap in degenerate Hubbard model induced via Hund coupling
Hund耦合在简并五带哈伯德模型n=6附近的占有率显示,引起一个显着的耗尽的费米能级以上的光谱权重。结合精确对角化的动力学平均场论的计算表明,这个赝能隙与自旋涨落引起的自能中的集体模式有关。赝能隙在很宽的库仑能和交换能范围内是非常稳定的,但在弱Hund耦合下消失。讨论了这种现象对铁磷族化合物光谱的影响。
2011-09-01 cond-mat.str-el
Pseudogap, competing order and coexistence of staggered flux and d-wave pairing in high-temperature superconductors
本文研究了掺杂莫特绝缘体与高温超导体的t-J-V模型。最近邻库仑相互作用(V)与反铁磁交换相互作用(J)在量子力学的基础上被同等对待。受SU(2)半填充对称性的启发,我们建立了一个大N理论,该理论允许系统地研究掺杂时交错磁通序与超导性之间的相互作用。我们在大N极限下求解了该模型,得到了掺杂对基态性质和相图的影响。我们讨论了在欠掺杂区,交错磁通和d波超导电性的竞争和共存,以及在过掺杂区,超导电性的消失
2004-07-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergence of pseudogap from short-range spin-correlations in electron doped cuprates
电子相互作用是定义量子材料电子结构的关键。特别是,强电子库仑排斥被认为是描述量子物质的奇异和/或有序相的出现的关键,这些相与高温超导性和电荷或磁序一样不同。然而,对量子材料基本电子性质的全面理解往往因低能电子态的神秘部分抑制(称为赝能隙)的出现而变得复杂。在这里,我们利用超快角分辨光电子能谱的优势,揭示了在电子掺杂的铜酸盐Nd $_{\text{2-x}}$ Ce $_{\text{x}}$ CuO $_{\text{4}}$,一个象征性的系统,其中的赝能隙与磁自由度交织的低能量密度的温度演化。通过光激发的电子系统的赝能隙起始温度T*,我们报告的动量分辨赝能隙光谱特征和自旋相关长度与前所未有的灵敏度之间的直接关系。这种瞬态的方法,证实了平均场模型的计算,使我们能够建立在电子掺杂的铜氧化物的赝间隙作为一个先驱的初期反铁磁秩序,即使没有建立远程反铁磁相关性,在最佳掺杂的情况下。
2019-08-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Metal-insulator (fermion-boson)-crossover origin of pseudogap phase of cuprates I: anomalous heat conductivity, insulator resistivity boundary, nonlinear entropy
在铜氧化物物理的所有实验观测中,当超导性被抑制时,在强磁场下铜氧化物温度掺杂相图的赝能隙(PG)区域中看到的金属-绝缘体-交叉(MIC)可能是最有趣的一个。因为人们预计这些材料的PG正常状态,就像传统的超导体一样,是导电的。该MIC通过热导率下降、反常洛仑兹比、绝缘体电阻边界、非线性熵、电阻温度上升、绝缘基态、向列相和条纹相以及费米口袋等现象揭示出来,明确地表明了高温超导性出现的绝缘正常态。在目前的工作(第一条),我们讨论的MIC现象中提到的文章的标题。第二项工作(第二条)将致力于讨论其他上述MIC现象,并解释最近的观察结果中隐藏的磁秩序和扫描隧道显微镜(STM)实验自旋和电荷波动的内PG和HTS对。我们发现所有这些MIC(文献中称为非费米液体)现象都可以在我们最近发展的库仑单玻色子和单费米子双液体模型中得到,MIC是单费米子到单玻色子的交叉。我们证明了这种MIC起源于库仑双液模型的玻色子和费米子,费米子的起源是这些玻色子。当掺杂量增加到临界值或温度增加到PG边界温度时,玻色子系统发生玻色子绝缘体-玻色子金属-费米子金属的转变。
2017-03-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase Diagrams and Charge-Spin Separation in Two and Four Site Hubbard Clusters
在温度、磁场、在位库仑相互作用($U\ge 0$)和化学势的多维参数空间中,采用解析对角化和巨正则系综方法,研究了二位和四位Hubbard团簇的电荷自旋分离、赝能隙形成和相图.的数值计算,精确的表达式为电荷和自旋的磁化率提供了明确的证据,在有限的温度范围内的基态和pseudogaps的真实差距的存在。特别是Mott-Hubbard型的电荷交叉、自旋赝能隙和反铁磁赝能隙结构的磁关联与高T $_c$超导体中的赝能隙现象和正常态相图非常相似。~ ~
2005-10-23 cond-mat.str-el
Quantum fluctuations, pseudogap, and the T=0 superfluid density in strongly correlated d-wave superconductors
本文在二维t-J-U模型中考虑了T=0时d波晶格超导体中的超导鞍点,研究了库仑相互作用对超导序的影响。围绕这个鞍点的低能相位波动理论是根据有效的硬核玻色子(代表自旋向上的电子的密度和序参量相位)与自旋向下的电子的波动密度相互作用而导出的。而鞍点值的间隙被发现,以单调增加的一半填充,在T=0的相位刚度有一个最大值,然后随着进一步的欠掺杂降低。正好在一半填充时,对于大U形,刚度消失。这表明,在铜氧化物中观察到的赝能隙现象在原则上是可能的,没有任何竞争秩序的发展,纯粹是超导态中不断增长的相关性的结果。定性地讨论了有限温度和无序度的影响。
2004-09-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Froehlich-Coulomb model of high-temperature superconductivity and charge segregation in the cuprates
我们介绍了一个通用的Froehlich-Coulomb模型的氧化物,其中还包括无限的现场(Hubbard)排斥,并描述了一个简单的分析方法,解决复杂的晶格结构中的多极化子问题。研究了两种特殊的晶格,锯齿形阶梯和钙钛矿层。我们发现,根据Froehlich和库仑相互作用的相对强度,这些系统要么极化费米(或Luttinger)液体,双极化超导体,或电荷隔离绝缘体。在超导阶段,载流子是超轻移动的双极化子。该模型描述了铜酸盐的关键特征,如它们的Tc值,同位素效应,正常状态的抗磁性,赝能隙,和光谱功能测量隧道效应和光电发射。我们认为,低费米能级和载流子与高频声子的强耦合是新型超导体高临界温度的原因。
2002-03-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum Coulomb glass on the Bethe lattice
研究Bethe晶格上无自旋费米子模型中的量子Coulomb玻璃,结合自洽图解微扰理论与量子Monte-Carlo模拟获得完整相图,发现量子与热涨落会熔化玻璃相并揭示Si反型层金属玻璃相关性。
2022-04-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Intra pseudogap- and superconductivity-pair spin and charge fluctuations and underdome metal-insulator (fermion-boson)-crossover phenomena as keystones of cuprate physics
铜氧化物实验中最有趣的观察结果很可能是金属-绝缘体-交叉(MIC),当超导性被抑制时,在强磁场下铜氧化物的温度掺杂相图的穹顶下区域中可以看到。这种介电效应导致了热导率下降、反常洛仑兹比、非线性熵、绝缘基态、向列相和条纹相以及费米口袋等现象,揭示了赝能隙正常相的非常规介电特性。由于传统的超导性是从导电的正常相出现的,因此理解超导性是如何从绝缘态产生的就成为了一个基本问题,因此也是所有铜氧化物物理学的基石。最近,在解释物理可视化扫描隧道显微镜(STM)的实空间纳米区域(NR),表现出一个能隙,我们已经成功地理解,这些NR的最小尺寸提供赝能隙和超导对,这是单玻色子。在这项工作中,我们讨论了粒子内的磁自旋和电荷的波动,最近观察到的隐藏的磁秩序和STM实验中的这些玻色子。我们发现,在我们最近发展的库仑单玻色子和单费米子双液体模型中,上述所有的MIC现象都可以得到,MIC是单费米子的样本简化NR到单玻色子的样本简化NR的交叉。
2016-06-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coulomb gap induced by electronic correlation and enlarged superconducting gap in laterally confined Pb islands grown on SrTiO3
我们报告的高分辨率扫描隧道显微镜(STM)研究纳米尺寸的Pb岛生长在SrTiO 3,其中三种不同类型的间隙具有不同的能量尺度被揭示。低温时,超导能隙(Δs)增大,而超导转变温度(Tc)没有提高,BCS比增大2Δs/kBTc ~ 6.22。这里的强耦合可能源于金属-氧化物界面上的电子-声子耦合。当超导能隙在外加磁场或高温下被抑制时,分别出现库仑能隙和赝能隙。库仑能隙对Pb岛的横向尺寸敏感,表明量子尺寸效应能够影响电子关联,而这在低维超导中通常被忽略。我们的实验结果将对纳米超导体中量子尺寸效应和关联之间的相互作用提供重要的启示。
2019-02-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doped Mott insulators are insulators: hole localization in the cuprates
我们证明了轻掺杂空穴的莫特绝缘体即使没有无序,在低温下仍然是绝缘体。空穴局域化是因为化学势位于一个赝能隙中,该赝能隙在零温度下的态密度为零。赝能隙的能量尺度由最近邻的单重态-三重态分裂决定。由于这种能量尺度消失,如果过渡,虚拟的或以其他方式,到上哈伯德带是不允许的,在赝能隙制度的基本长度尺度是双占用网站之间的平均距离。因此,赝能隙与两个极限$U\to\infty$($U$是原位库仑排斥)和$L\to\infty$(系统尺寸)的非交换性有关。
2005-06-29 cond-mat.str-el
Nearly frozen Coulomb Liquids
我们表明,非常长的距离排斥相互作用的广义库仑形式$V(R)\sim R^{-α}$,与$α<d$($d$ -维数),通常会引入非常强的挫折,导致在极端脆弱的电荷有序状态。然后,\textquotedbl{}几乎冻结的\textquotedbl{}液体在高于(非常低的)熔化温度$T_{c}$的宽动态范围内存活,熔化温度与$α$成比例。这种\textquotedbl{}赝隙\textquotedbl{}相的特征在于不寻常的绝缘样,但非常弱的温度依赖性运输,类似于某些低载流子密度系统中的实验结果。
2011-09-19 cond-mat.str-el
A cold atom quantum simulator to explore pairing, condensation, and pseudogaps in extended Hubbard--Holstein models
我们描述了一个量子模拟器的Hubbard-Holstein模型(HHM),包括两个穿着里德伯原子物种举行的单层独立的油漆电位,预测玻色子介导的预配对,和Berezinskii-Kosterlitz-无(BKT)的转变温度是实验上可访问的。HHM对于非常规超导体的基本物理建模非常重要。HHM的实验可实现的量子模拟器是必要的:(1)由于HHM难以数值和解析求解,(2)探索电子-声子相互作用和强排斥之间的竞争如何影响非常规超导体中的配对,(3)理解玻色子介导的局部配对在赝能隙和费米子凝聚中的作用。我们提出并研究了一个量子模拟器的HHM,使用光晶格,涂上零的交流斯塔克位移,控制两个里德伯原子物种独立在一个单层。我们预测相互作用是足够可调的,可以探测:(1)HHM和高度非常规的声子介导的排斥,(2)中等强度声子和库仑介导的相互作用之间的竞争,(3)BKT跃迁和预形成的配对,可用于检查与赝能隙相关的关键假设。我们讨论了如何量子模拟器可以用来调查玻色子介导的配对和凝聚的费米子在非常规超导体。
2020-08-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con quant-ph
Pseudogap in the lightly hole-doped triangular-lattice moiré Hubbard model
本文用团簇微扰理论结合广义平均场近似,研究轻空穴掺杂三角晶格莫尔 Hubbard 模型的赝能隙,发现几何阻挫和自旋-轨道相互作用使赝能隙物理更丰富。
2025-09-25 cond-mat.str-el
Photo-enhanced antinodal conductivity in the pseudogap state of high Tc cuprates
理解铜氧化物超导体的一个主要挑战是澄清导致赝能隙现象的基本电子相关性的性质。在这里,我们使用超短光脉冲来制备激发的非热分布并捕获平衡时隐藏的新性质。使用宽带(0.5-2 eV)探针,我们能够跟踪的动态的介电函数,揭示了一个异常减少的赝隙状区域的温度($T$)和空穴掺杂($p$)相图中的电荷载流子的散射率。在该区域中,由明确定义的$T^*_{neq}(p)$线限定,光激发过程触发从带隙(局域化)到离域准粒子的波腹激发的演变,其特征在于具有较长的寿命。光增强的波腹电导的新概念在单带哈伯德模型中得到了很好的解释,在该模型中,短程库仑排斥导致了“波节”准粒子和波腹激发之间的k空间差异。
2014-05-21 cond-mat.str-el
Atomic and bond polarization causing strong screening of short-range Coulomb interactions and its effect in cuprate superconductors
提出实空间半经典极化模型,涵盖原子与键极化,揭示多极化云干涉产生局域场效应,强屏蔽短程库仑作用,在铜氧化物中产生方向依赖排斥极小值,增强吸引相互作用,提升T_C并支持赝能隙各向异性。
2025-06-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On superconducting mechanism in the iron-based layered superconductors
结果表明,掺杂Fe基化合物的SC机制是由电子-声子相互作用和库仑相互作用引起的(e-e)-和(e-h)-电子对共存的巡游电子系统的特征。这里SC转变的较高Tc(与没有(e-h)配对的传统(LTSC)BCS系统相比)是在介电(SDW)带隙附近的窄能量范围内产生的高态密度背景下(e-e)配对的自然结果由于从电介质(SDW)间隙的能区移除电子态而导致的(赝间隙)边缘(赝隙)(由于(e-h)-配对,在正常状态下已经在费米表面的一部分处形成,起始温度T*(对于相应的结构转变接近相同))。低于Tc时,系统进入共存(SC+SDW)状态。形成的SDW具有与晶格不相称的动态特征。这样的系统的相图确定:SC间隙(和Tc)的掺杂依赖性具有最大值(最佳掺杂),而介电(SDW)间隙(赝间隙)(和T*)是掺杂的递减函数。这些结论是在电子能谱部分离散化模型的基础上,通过对铁基超导体的电阻率和其它数据的详细分析得出的。讨论了实验中两个序参量(SC和SDW)的表现形式,首先讨论了阈值现象。与铜酸盐的情况进行了比较。
2008-05-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pseudogap and singlet formation in cuprate and organic superconductors
基于哈伯德模型的动力学集团近似(DCA)方法,分析了铜氧化物和有机超导体中的赝能隙相。研究了自洽浴中的团簇。随着库仑排斥的增加,U,波腹点[k=(pi,0)]显示费米能量周围的态的谱密度的逐渐抑制,这在波腹点[k=(pi/2,pi/2)]处没有观察到。波腹赝能隙的打开与团簇内部结构和波腹处比波节处弱得多的浴团耦合有关。内部集群相关性所发挥的作用,阐明了从一个简单的四个层次的模型。对于小的U,集群水平形成近藤单线态与他们的浴导致光谱密度的峰值。当U增加时,形成局域态,使电子局域化在团簇中。如果这个团簇局域态是非简并的,则近藤效应被破坏,并且在谱中的反节点处出现赝能隙。赝能隙可以理解为电子在团簇和熔池之间跳跃的不同路径之间的相消干涉。然而,在节点处的电子保持在近藤状态直到更大的U,因为它们更强地耦合到浴。局域态中(pi,0)和(0,pi)团簇能级之间的强关联导致大的关联能增益,这对于局域化电子和打开赝能隙是重要的。这种情况是在两个独立的莫特跃迁中发现的两个带系统具有不同的带宽,其中本地集群电子不与任何其他集群电子的中间U强烈相关。重要的簇内扇区相关性与簇的共振价键(RVB)特征有关。
2013-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The boson-fermion model with on-site Coulomb repulsion between fermions
玻色子费米子模型,描述了一个混合物的巡回电子杂交与紧密结合的电子对表示为硬核玻色子,在这里推广的一个术语描述现场库仑排斥费米子与相反的自旋。在一般框架内的动态平均场论,它表明,周围的对称极限的模型,这种相互作用强烈的竞争与本地玻色子-费米子交换机制,顺利地驱动系统从一个pseudogap阶段与不良的导电性能的金属制度,其特征在于大幅减少的费米子密度。另一方面,如果从单能带哈伯德模型描述的关联费米子出发,在半填充绝缘相中引入与硬核玻色子的耦合会导致关联能隙的消失,从而平滑地过渡到金属态。
2001-06-08 cond-mat.str-el
Instanton confinement-deconfinement transitions: The stability of pseudogap phases and topological order
本文通过拓扑荷守恒和瞬子禁闭,利用泛函重整化群方法研究了有限温度下拓扑序与拓扑缺陷液体的稳定性,揭示了瞬子抑制的普适类及其与欠掺杂铜氧化物赝能隙态的联系。
2024-09-24 cond-mat.str-el
Bloch waves of small high-Tc bipolarons
在过去的十年里,人们提出了几个相互竞争的高温超导模型,其中大多数都涉及短程相互作用。我们回顾了一个更现实的模型与强的现场排斥相关,库仑和强有限程电子-声子相互作用。模型中的双极化子在温度低于特征声子频率的一半时存在于巡游布洛赫态。根据站点间的库仑排斥和极化子的水平移动的比例的模型的基态是极化费米(或Luttinger)液体,双极化高Tc超导体,或电荷隔离绝缘体的强,中,弱库仑排斥,分别。两个特殊的晶格进行了详细分析:一个链与有限范围的电子-声子相互作用和锯齿形阶梯。梯形中的载流子是超轻移动的位间双极化子。它们相干地传播,而不发射或吸收质量与单个极化子相同的声子。该模型描述了铜酸盐的主要特征,特别是它们的Tc值,不同的同位素效应,正常状态的赝隙,以及在隧道效应和光电发射中测量的光谱函数。
2002-10-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetism and single-particle properties in the two-dimensional half-filled Hubbard model: Slater vs Mott-Heisenberg
研究了低温下二维半填充哈伯德模型的反铁磁性和单粒子性质。集体自旋涨落是由一个非线性的西格玛模型,我们从哈伯德模型得到的任何值的库仑排斥。随着库仑斥力的增加,基态逐渐从斯莱特反铁磁体演化为莫特-海森堡反铁磁体。在有限的温度下,我们发现一个金属-绝缘体之间的赝隙相在弱耦合和Mott-Hubbard绝缘体在强耦合的转变。
2003-06-30 cond-mat.str-el
Mean field theory for the three-dimensional Coulomb glass
我们研究了低温阶段的三维库仑玻璃内的平均场的方法,减少了整个问题的一个有效的单网站模型与非平凡的副本结构。我们预测有限的玻璃化转变温度$T_c$,和玻璃低温相的永久临界性的特点。后者被示出,以确保Efros-Shklovskii库仑隙的状态密度的饱和。我们发现这个pseudogap是普遍的,由于在Parisi的流动方程的一个固定点。后者给出了一个物理解释的动力学自相似性的系统在很长的时间限制,新的光的概念,有效温度。从低温的解决方案,我们推断性能的层次能量景观,我们用它来预测的主功能控制的老化松弛实验。
2007-03-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Coulomb blockade and Kondo effect in the electronic structure of Hubbard molecules connected to metallic leads: a finite-temperature exact-diagonalization study
在低偏压极限下,研究了耦合在两个半无限长导线之间的Hubbard小分子的电子结构。为了计算系统的有限温度格林函数,每个引线由一个小的团簇来模拟,因此问题被简化为包括分子和两侧的团簇的有限尺寸系统。铅簇的哈密顿参数的选择,使其嵌入电位与那些半无限的铅松原频率。精确对角化被用来评估有限温度下库仑关联对分子电子性质的影响。根据关键的哈密顿参数,如库仑排斥,单电子跳跃的分子,分子和铅之间的杂交,分子的自能表现出费米液体行为或偏差与有限的低能量散射率。该方法被证明是足够准确地描述形成的近藤共振内的相关引起的赝隙,除了在极低的温度的限制。这些结果表明,该系统可以如何调整之间的库仑阻塞和近藤制度。
2012-08-30 cond-mat.str-el
Strong-Coupling Theory of High Temperature Superconductivity
铜酸盐的高温超导性是对传统理论的挑战。在这里,我回顾了多极子方法的基础上,我们的BCS理论的强耦合制度的扩展问题。由于几乎没有延迟(即没有托尔马切夫-莫雷尔-安德森对数)减少库仑排斥,e-ph相互作用应该相对较强,以克服直接的库仑排斥,所以载流子必须是极化的,以在新型超导体中形成对。我确定的Froehlich电子-声子相互作用的超导铜酸盐的配对是最重要的,并讨论了“Froehlich库仑”模型的高温超导,低能量结构,和铜酸盐的相图。“个人”与库珀配对,正常状态的属性,特别是在面内电阻率,的霍尔效应,磁化率,洛伦兹数,能斯特效应,抗磁性,自旋和电荷赝隙,和c轴运输也进行了讨论。我提出了一个参数的Tc,同位素效应的解释,比热异常,上临界场,对称性和空间调制的序参量的评价。最后,我介绍了一个模型的过掺杂铜氧化物的移动双极化子和简并晶格极化子的混合物。
2005-12-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron self-energy from quantum charge fluctuations in the layered t-J model with long-range Coulomb interaction
采用一个大N计划的分层t-J模型与长程库仑相互作用,它捕获的电荷激发光谱最近观察到的铜酸盐超导体的细节,我们探讨的作用的电荷波动的电子自能。我们将温度固定在零,并专注于量子电荷波动。我们发现一个明显的不对称的虚部的自能Im $Σ({\bf k}, ω)$相对于$ω= 0$,这是由强电子相关效应驱动。准粒子的重量显着减少,这发生几乎各向同性沿费米面。伴随着新产生的非相干带和尖锐的边带,并获得相当大的光谱权重。所有这些特征都是由通常的现场电荷波动驱动的,这些电荷波动在相当高的能量区域实现并产生等离子体激元激发。另一方面,超交换相互作用J尺度的低能区主要由键电荷涨落控制。令人惊讶的是,与在位电荷涨落的影响相比,它们对电子自能的影响要弱得多,即使系统接近键电荷不稳定性。此外,量子电荷动力学不产生一个明确的扭结,也没有赝隙的电子色散。
2021-07-30 cond-mat.str-el
Qualitative picture of a new mechanism for high-Tc superconductors
Xu等人观察到增强的能斯特效应,Iguchi等人观察到修补的抗磁性,两者都远高于欠掺杂高$T_c$超导体(HTSC)中的$T_c$。这里提出了一种新的机制,它似乎自然地解释了这些观察结果,以及赝能隙和配对能隙的d波性质和连续性,$T_c$上方的隧穿电导,以及$T^*(x)$,$T_ν(x)$,$T_c(x)$等。这种机制结合了动态带电条纹,预形成对和自旋袋的特征:在适当的掺杂水平下,掺杂的空穴(也许还有电子)将促进短程反铁磁有序的反相岛的形成。在每个岛的边界上有两个掺杂的载流子;它们之间的未屏蔽库仑排斥使其大小稳定。当这种“预先形成的对”玻色凝聚时,就会产生超导性。
2003-05-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of Superconductivity in Strongly Correlated Electron Systems
本文从普适的观点评述了强关联电子系统(SCES)超导性的本质。在总结了高$T_{\rm c}$铜酸盐、BEDT-TTF有机超导体和单酸盐Sr $_2$ RuO $_4$等典型材料的实验结果之后,我们回顾了在单带和多带哈伯德模型下基于费米液体框架分析这些材料超导性质的理论结果。强调库仑作用通过准粒子相互作用的动量依赖性诱导各种类型的各向异性超导电性,$d$ -或p-波。虽然在多轨道系统中存在一些轨道间相互作用,但各向异性超导性本质上是由相同的机制引起的,即准粒子相互作用的动量依赖性。这是对SCES中超导机制的理解。本文的另一个重要目的是回顾SCES在Mott跃迁附近的反常电子性质。特别是,我们专注于在欠掺杂铜氧化物和有机超导体中观察到的赝能隙现象。根据最近的理论,准二维强耦合超导体中固有的超导涨落是赝能隙形成的根源。基于超导涨落的微观理论,我们讨论了赝能隙态的磁性质、输运性质和单粒子谱。对于重费米子超导体,本文根据上述观点,对实验结果进行了评述,并对其机理进行了理论分析。
2003-09-04 cond-mat.str-el
Beyond on-site Hubbard interaction in charge dynamics of cuprate superconductors
Research Center of Materials Nanoarchitectonics (MANA), National Institute for Materials Science (NIMS)(物质纳米结构研究中心,日本国立材料研究所)
本文通过分层t-J-V模型揭示长程库仑相互作用对铜基超导体电荷动力学的影响,解释了等离子体激发与高温超导性的关联。
2026-02-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fluctuating Cu-O-Cu Bond model of high temperature superconductivity in cuprates
二十年来的广泛研究尚未对高温超导(HTS)的起源产生普遍共识。然而,铜酸盐超导体的几个通用特性已经成为任何可行的高温超导微观模型的基本成分和/或约束。除了100 K量级的T_c外,最突出的还包括具有费米液体节激发的d波超导能隙、具有特征温标T* 的d波赝能隙、反常的掺杂依赖氧同位素位移、纳米尺度的能隙不均匀性等。平面氧振动的同位素位移和其他证据所暗示的关键作用,在CuO 2平面对称性和电荷约束的背景下,从强大的3d内库仑排斥U,强制执行一个非谐机制,其中氧的振动振幅调制的强度的面内Cu-Cu键。我们表明,在费米液体的框架内,这种机制可以导致强大的d-波配对和一个自然的解释的显着特点的高温超导。
2006-06-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Holstein-Hubbard Model at Half-filling : A Static Auxiliary Field Study
我们研究了半填充状态下的Holstein-哈伯德模型,探讨了电荷密度波和反铁磁等有序相。库仑相互作用被改写为辅助场。通过将辅助场和声子作为经典场处理,我们得到了系统的实空间特征和从弱耦合到强耦合的相变。当两种相互作用都很弱时,它们之间的相互竞争导致在绝缘体主导的相图中出现金属相。热涨落引起的空间相关性导致在耦合的中间范围的赝隙功能。
2015-10-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Cascade of strongly correlated quantum states in a partially filled kagome flat band
本研究通过扫描隧道显微镜发现Co$_{1-x}$Fe$_x$Sn的部分填充kagome平带中存在强关联量子态级联,揭示了温度、掺杂水平与库仑相互作用等对电子基态的调控机制。
2024-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Pairing interactions induce antiferromagnetism in cuprate superconductors
本研究通过精确求解含非局域库仑相互作用的单粒子格林函数,揭示铜氧化物超导体中配对相互作用可诱导反铁磁性,解释了赝能隙、多穹顶Tc结构等现象,衔接了相关模型特征与实验结果。
2023-06-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The number of holes contained within the Fermi surface volume in underdoped high temperature superconductors
我们解决了长期存在的问题,费米面重建的费米面体积内包含的孔的数量在欠掺杂的高Tc超导体。在考虑单轴和双轴电荷密度波序时,我们证明了在有序波矢、空穴掺杂和重构费米面的截面积之间存在一种关系,其精确形式取决于起始费米面的体积。我们认为一个“大”的起始费米表面包括1+p空穴载流子,预测的能带结构计算,和一个“小”的起始费米表面包括p空穴载流子,提出的模型中,库仑排斥仍然是主导能量。使用重建的费米表面的横截面积在YBa2Cu3O6+x和HgBa2CuO4+x的量子振荡实验和建立的方法来估计化学空穴掺杂,我们发现从X射线散射测量得到的有序矢量显示出密切的对应关系与预期的小的起始费米表面。因此,我们表明库仑排斥保持在很大程度上未屏蔽整个欠掺杂制度的赝隙存在,并进一步表明,量子振荡频率和电荷密度波矢量提供了准确的估计有助于费米表面体积的孔的数量。
2016-05-13 cond-mat.str-el
Dynamical mean-field theory for the anisotropic Kondo semiconductor: Temperature and magnetic field dependence
利用动力学平均场论结合精确对角化方法研究了具有$\bm{k}$依赖的$c$-$f$混合的周期Anderson模型,该模型再现了杂化能隙的点节点.在低于相干温度$T_0$的低温下,发现自能的虚部与$T^2$成正比,并且在$T\ll T_0$中清楚地观察到具有两个特征能量$\tilde{\it Δ}_1$和$\tilde{\it Δ}_2$的赝能隙,而赝能隙随着$T$的增加而模糊,然后由于虚部自能的演化而在高温$T \simg T_0$消失.当$f$电子$U$之间的库仑相互作用增加时,$\tilde{\it Δ}_1$、$\tilde{\it Δ}_2$和$T_0$以及磁化率最大的$T_{\rm max}$与重整化因子$Z$成比例地减小,导致重费米子半导体对于大的$U$具有大的质量增强$m^*/m=Z^{-1}$。我们还研究了外部磁场$H$的影响,发现磁化$M$显示出两个变磁异常$H_1$和$H_2$,对应于由于$H$和$Z$的影响而减少的$\tilde{\it Δ}_1$和$\tilde{\it Δ}_2$。值得注意的是,$Z^{-1}$被发现大大增强,由于$H$,特别是对于$H_1 \siml H \siml H_2$,其中实现了场诱导重费米子态。所得结果似乎与在各向异性近藤半导体如CeNiSn中观察到的实验结果一致。
2012-04-12 cond-mat.str-el
Multiband responses in high-Tc cuprate superconductors
我们报告的相互作用的本地化和扩展的自由度在金属态的高温超导体在多频带设置。裸磁响应可能变得不相称的各种方式进行测量对现象学和理论的要求。特别地,赝能隙温度通常远高于不可磁化温度。当微观强耦合效应与铜和氧网站之间的实时动态被包括在内,他们往往会恢复可重复性。用低维多带电子系统的量子输运方程解释了欠掺杂LSCO化合物直流电导率的线性掺杂依赖性和霍尔数的掺杂和温度依赖性。从Hartree-Fock模型参数的掺杂演化推断了掺杂的库仑效应。
2013-10-24 cond-mat.str-el
Fermionic Monte Carlo study of a realistic model of twisted bilayer graphene
扭曲双层石墨烯(TBG)在魔角附近的丰富现象被认为是由拓扑平带中的电子关联引起的。一个公正的方法来解决这个问题是非常可取的,但也特别具有挑战性,考虑到多电子口味,拓扑障碍,以定义紧密结合模型和长程库仑相互作用。虽然现实模型的数值模拟到目前为止一直局限于零温度,通常不包括一些自旋或谷物种,分析进展依赖于固定点模型远离现实的限制。在这里,我们提出了第一次无偏蒙特卡罗模拟的现实模型的魔角TBG在电荷中性。我们建立了一个符号的情况下,这个模型的动量空间方法的问题,并描述了一个计算上易于处理的配方,适用于甚至打破手征对称性,包括带色散。我们的结果包括:(i)绝缘Kramers谷间相干基态的出现与相关的半金属相竞争,(ii)详细的温度演化的序参量和电子光谱函数,揭示了“赝能隙”制度,其中间隙特征在比有序开始更高的温度下建立,以及(iii)电子隧穿谱及其随温度的演化的预测。我们的研究结果通过在很宽的温度范围内精确模拟一百多个电子,为揭示魔角石墨烯的物理特性铺平了道路。
2021-09-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
HTSC Cuprate Phase Diagram Using a Modified Boson-Fermion-Gossamer Model Describing Competing Orders, a Quantum Critical Point and Possible Resonance Complex
已经有相当多的努力花费在理解高温超导体(HTSC)上,并且更具体地,理解作为掺杂水平的函数的铜酸盐相图。然而,唯一的共识似乎是,高温超导是一个强相关材料的例子,其中库仑排斥起着重要作用。本文提出了一个基于费什巴赫共振配对机制和竞争订单的模型。在高掺杂下,初始BCS型超导性在两个粒子通道中被局部预制对(PP)[1](圆形密度波)抑制,从而产生量子临界点(QCP)。随着掺杂的继续减少,PP随后参与费什巴赫共振复合体,产生新的电子(空穴)对,该电子(空穴)对离域并构成HTSC和特征圆顶[2]。新对的共振性质有助于其短相干长度。我们提出的模型还提出了一个解释(和必要性)的实验观察到的相关晶格,可以限制能量耗散,使共振库珀对移动几个相关长度,或基本上是免费的。PP密度波是产生赝能隙的原因,因为它表现为局域化的超导体,因为它的态密度和准粒子谱与超导体相似(Peierls-Frolich理论),但PP之间没有相位相干。
2009-04-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge dynamics in the phase string model for high-Tc superconductors
通过对掺杂莫特绝缘体的模型研究,了解了高温超导铜氧化物中的反常电荷动力学。高温下的光学电导率被发现一般有一个两个组成部分的结构:一个Drude样的一部分,其次是中红外波段。与德鲁德部分的散射率表现出线性温度依赖性在很宽的范围内的高温,而德鲁德长期得到逐步抑制低于磁源的特征能量作为系统进入赝能隙相。在低掺杂情况下,高能光电导率呈现共振态特征,在高掺杂情况下,高能光电导率连续演化为1/ω尾,表明它们具有相同的物理起源。特别是,这种高能成分与不同动量下密度-密度关联函数的ω峰结构密切相关,与基于t-J模型的精确对角化结果系统一致。基本物理学归因于模型中的高能自旋-电荷分离,其中导致异常电荷性质的“模式耦合”不是在电子和某些集体模式之间,而是在新的载流子、holon和由自旋动力学控制的新型拓扑规范场之间,这是由于掺杂的莫特绝缘体中强的短程电子-电子库仑排斥的结果。
2007-06-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
From high temperature supercondutivity to quantum spin liquid: progress in strong correlation physics
本文以高温超导体为例,对强关联材料作了较全面的讨论。我们认为,鉴于过去20年中发现的许多非常规超导体的例子,我们不应再对超导性在库仑排斥起主导作用的系统中作为高度竞争性的基态而出现感到惊讶。铜酸盐的物理进行了讨论,强调不寻常的pseudogap相在欠掺杂区域。有人认为,共振价键(RVB)的图片,制定使用规范理论与费米子和玻色子的物质领域,给出了足够的物理理解,即使许多细节是超出了目前的计算工具的权力。本文讨论了最近发现的强磁场中的量子振荡。同时,量子自旋液体(一种具有反铁磁耦合的自旋系统,即使在零温度下也无法有序)的问题是高$T_c$问题的一个稍微简单的版本,最近已经取得了重大进展。可以理解的是,物质场的存在可以导致U(1)规范理论在2+1维中的去限制,并且新的新粒子(称为分馏粒子),例如携带自旋${1\over 2}$且不带电荷的费米子自旋子和无隙规范玻色子可以出现以在低能量下创建新的临界状态。我们甚至有几种真实的材料,可以在实验中实现这种情况。文章最后回答的问题,如:什么限制$T_c$,如果配对是由电子能量尺度?为什么高$T_c$问题很难解决?为何没有共识呢?为什么高$T_c$问题很重要?
2007-09-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong competition between $Θ_{II}$-loop-current order and $d$-wave charge order along the diagonal direction in a two-dimensional hot spot model
我们研究的命运,所谓的$Θ_{II}$ -环电流顺序,打破了时间反转和奇偶对称性的反铁磁介导的相互作用的二维热点模型,使用费米表面相关的现象学的铜酸盐超导体。我们从一个三带金刚石模型描述的CuO $_{2}$平面,其中包括两个跳跃参数$t_{pp}$和$t_{pd}$,本地现场库仑相互作用$U_{d}$和$U_{p}$和最近邻$V_{pd}$耦合之间的费米子在铜[Cu $(3d_{x^{2}-y^{2}})$ ]和氧[O $(2p_{x})$和O $(2p_{y})$ ]轨道的空穴跳跃。通过专注于最低的能带,我们继续解耦的本地相互作用$U_{d}$的铜轨道的自旋通道中使用Hubbard-Stratonovich变换,到达所谓的自旋费米子模型的相互作用的一部分。我们还解耦了最近邻相互作用$V_{pd}$,引入了$Θ_{II}$ -回路电流序的序参量。以这种方式,我们能够构建一个一致的平均场理论,该理论描述了由四极密度波和在Efetov \emph{et al.} [Nat. Phys. \textbf{9},442(2013)],使用$Θ_{II}$ -环-电流序参数,认为是相关的解释的pseudogap相显示在欠掺杂的铜氧化物的物理学的重要方面。
2015-08-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermi arc in doped high-Tc cuprates
我们提出了一个$d$密度波诱导的自旋轨道耦合在CuO平面。计算了高温超导体在欠掺杂区和轻掺杂区的光谱函数,以解释最近用角分辨光电子能谱观测到的费米弧谱。我们考虑了CuO八面体的倾斜和在位库仑碰撞作用,倾斜的八面体诱导了$p_{x,y}$轨道和Cu $t_{2g}$轨道之间的交错转移积分,并使$d$电子在CuO面内产生非平凡的自旋轨道耦合效应.对于轻掺杂,光谱权重在($π/2$,$π/2$)附近示出峰值,并且随着载流子密度增加,光谱权重围绕该点延伸形成弧形,其中,对于轻掺杂的光谱连续地增长为最佳掺杂区域中的光谱。这一行为与角分辨光电子能谱的结果一致。此外,自旋轨道项和交错转移有效地诱导了一个通量态,一个具有时间反演对称性破缺的赝能隙。由于赝能隙具有$d_{x^2-y^2}$对称性,因此在轻掺杂情况下,我们具有节点金属态。
2006-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-Gap Proximity Effect Mechanism of High Temperature Superconductivity
当空穴被掺杂到反铁磁绝缘体中时,它们形成一个缓慢波动的"拓扑缺陷“(金属条纹)阵列,其中空穴的运动表现出自组织的准一维电子特性。伴随的横向限制的干预莫特绝缘区域诱导的自旋间隙或赝间隙的环境中的条纹。我们提出了一个欠掺杂高温超导体的理论,并表明,有一个{ \it本地}分离的自旋和电荷,并在一个单独的条纹上的移动空穴获得自旋间隙通过对之间的条纹和它的环境跳跃,即通过通常的超导邻近效应的磁性模拟。通过这种方式,尽管空穴之间存在很强的库仑排斥,但在没有大质量重整化的情况下,仍然建立了高的配对标度。因此,配对的{ \it机制}是在金属条附近的材料的空间受限的{ \it Mott绝缘}区域中产生自旋能隙。在非零的条纹密度,条纹之间的约瑟夫森耦合产生一个维度交叉的状态与远程超导相位相干。这张照片是建立在获得精确的和良好的控制近似解的模型中的一个一维的电子气在一个活跃的环境。支持这些结果的相关性的铜酸盐超导体的实验证据的扩展讨论。
1996-10-10 cond-mat.str-el
Phenomenological Three-Orbital Spin-Fermion Model for Cuprates
介绍了一种描述铜基高临界温度超导体电荷转移特性的自旋费米子模型,并通过蒙特卡罗模拟对其进行了研究。在Cu轨道中的$d$ -电子之间的强库仑排斥现象被巡游电子的自旋和Cu位置处的局部自旋之间的交换耦合所取代,形式上类似于锰氧化物的双交换模型。这种相互作用在未掺杂的情况下诱导电荷转移绝缘体间隙(每个单元电池五个电子)。在局域自旋之间增加一个小的反铁磁海森堡耦合,加强了反铁磁有序的整体趋势。为了进行数值计算,局域自旋被认为是经典的,在以前的相关工作。在这第一项研究中,未掺杂和掺杂的$8\times 8$团簇在很宽的温度范围内进行了分析。数值计算结果再现了单粒子谱函数和态密度的实验特征,如$(i)$形成了一个张-赖斯带,其色散为$\sim 0.5$ eV,带顶关于波矢旋转对称,$(π/2,π/2)$和$(ii)$在掺杂时的化学势处出现赝能隙。我们还观察到了自旋不稳定性的初期趋势。这个简单的模型提供了标准平均场近似之间的中间形式,在有限温度下,在短程有序的制度中失败,和复杂的多体技术,如量子蒙特卡罗,遭受符号问题。
2018-04-19 cond-mat.str-el
Spin Stiffness and Domain Walls in Dirac-Electron Mediated Magnets
由传导电子介导的磁性杂质的自旋相互作用是凝聚态物质中最有趣和潜在有用的铁磁性途径之一。近年来,由于狄拉克电子是介导粒子的材料的出现,这种系统重新受到关注,突出的例子是石墨烯和拓扑绝缘体表面。在本文中,我们证明了这样的系统可以主机显着的各种行为,在许多情况下,仅由系统中的电子密度控制。这些系统的独特之处在于,当费米能位于狄拉克点时,自旋刚度会出现长程形式,当磁化强度变得非常小时,自旋刚度会变得真正长程。它表明,这导致屏蔽库仑域壁之间的相互作用,通过一个微妙的机制,其中的狄拉克电子的拓扑结构起着关键作用:结合的吸引力,由于约束间隙状态的拓扑结构所必需的,和排斥由于散射相移,产生对数的相互作用范围内的长度尺度。我们提出了一个特别丰富的系统,模型拓扑晶体绝缘体的(111)表面的磁畴壁的详细结果。这拥有两重和六重简并基态,在自旋之间具有短程或突发的长程相互作用。在后一种情况下,我们详细证明了存在的间隙状态与畴壁,并认为这稳定了赝隙制度在有限的温度。因此,这些系统的拓扑性质,通过其对畴壁激发的影响,导致独特的行为,使它们显着区别于它们的非拓扑类似物。
2018-08-17 cond-mat.str-el