Resonating mean-field theoretical approach to two-gap superconductivity with high-Tc
在最近的论文中(简称为I),共振平均场论(Res-MFT)被应用并被证明能有效地描述所谓的双能隙超导(SC)。在Ⅰ中,一个具有大量子涨落的态被两个MF波函数的叠加所近似,这两个MF波函数是由具有不同关联结构的Hartree-Bogoliubov(HB)波函数组成的。特别是在I中,使用合适的化学势,在T=0时,MgB 2中的双能隙SC已经由Res-HBT很好地描述。此外,用HB波函数产生的Res-HB基态几乎可以解释所有关联区(包括中间耦合区)的基态关联能。本文将Res-HBT应用于具有高临界温度Tc的双能隙SC。我们的目标是建立一个理论基础的唯象理论的双间隙SC在T=0和有限的温度。在单间隙的情况下,我们将找到一个新的公式,导致更高的Tc比通常的HB的。
2010-10-26 cond-mat.supr-con hep-th
Superconductivity in CoO$_2$ Layers and the Resonating Valence Bond Mean Field Theory of the Triangular Lattice t-J model
受二维$_2$层超导性的发现的启发,我们提出了应用于三角晶格的RVB平均场论的一些可能有用的结果。远离半填充,序参量被发现是复杂的,并产生一个完全能隙的准粒子谱。跳跃的符号在分析中起着至关重要的作用,我们发现,超导性是脆弱的一个符号,因为它是强大的其他。Na $_x$ CoO $_2\cdot y$ H $_2$ O被认为是属于稳健的情况下,通过比较LDA费米面与一个有效的紧束缚模型。在这个系统中的高频霍尔常数是潜在的有趣的,因为它被指出随温度线性增加而不饱和T $>$ T $_{degeneracy}$。
2003-12-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multilayer cuprate superconductors as possible systems described by resonating-valence-bond and antiferromagnetic orders
最近在多层高温铜氧化物超导体的宽掺杂范围内观察到反铁磁性和d波超导性在CuO_2平面内共存。我们发现,通过引入反铁磁序,二维t-J模型的从玻色子平均场方案很好地再现了实验相图。我们认为,弱三维来自多层结构是足够的稳定反铁磁秩序和超导共存。
2011-05-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gossamer Superconductivity
本文引入了一种新的超导哈密顿量,它的精确基态是Anderson共振价键。它不同于t-J和哈伯德哈密顿量,因为它具有强大的吸引力。它的超导状态的特点是一个完整的d波隧穿间隙,准粒子的光电发射强度被强烈抑制,抑制超流密度,和一个初始的莫特-哈伯德间隙。
2002-09-11 cond-mat.supr-con
Electronic properties of the mean-field resonating valence bond model of cuprates
我们表明,平均场共振价键近似Baskaran,邹,和安德森在1987年提出的描述限制到边界的自旋布里渊区的无隙电荷对激发。这些电子对的存在解释了铜氧化物所有基本的反常电子性质,超导性是由于自旋超流的电荷拖曳而产生的。这种机制可能与其他非常规超导体有关。
2023-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mott Insulator to high \tc Superconductor via Pressure: Resonating Valence Bond theory and prediction of new Systems
在轨道非简并自旋\half系统中研究了无外掺杂和加压下的莫特绝缘体超导转变.这是获得高\tc超导性的另一条RVB途径。我们提出了一个“强耦合”的假设,这有助于将一阶Mott转变视为一个自掺杂过程,也保留了金属侧的超交换。本文提出了一个广义的t-J模型,其中在N个格点中,保守的$N_0$双占据($e^-$)格点和$N_0$空格点($e^+$)格点在$N - 2 N_0$单占据(中性)格点的背景下跳跃.对常规的t-J模型进行了等价处理,并预测了一些新老体系可能成为压力诱导高\tc超导性的候选体系。
2002-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The New Resonating Valence Bond Method for Ab-Initio Electronic Simulations
本章以 Anderson 在高温超导发现后提出的新表述重访 Pauling 共振价键理论,展示其利用电子关联局域性并模拟 Mott 绝缘体、高温超导体和自旋液体等相的实用价值。
2014-06-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con physics.chem-ph
RVB Contribution to Superconductivity in $MgB_2$
我们认为$MgB_2$在电子学上等同于(非交错)石墨($B^-$层),该石墨由于$Mg^{++}$层而通过大的c轴(化学)压力经历了从零能隙半导体到超导体的相变。此外,与\ppi键合的平面有机分子一样,石墨是旧的共振价键(RVB)体系。RVB是“母体”零能隙半导体$B^-$(石墨)片中的“预先存在的库珀对”,表现为转变金属的超导基态。指出了一些后果。
2001-05-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gutzwiller-RVB Theory of High Temperature Superconductivity: Results from Renormalised Mean Field Theory and Variational Monte Carlo Calculations
本文综述了利用Gutzwiller投影波函数研究高温超导的共振价键(RVB)理论。在对高温超导现象进行了概述之后,我们讨论了Anderson的RVB图像及其通过重整化平均场论(RMFT)和变分蒙特卡罗(VMC)技术的实现。我们回顾RMFT和VMC的结果,重点是最近的发展,在扩展VMC和RMFT技术的激发态。我们比较从这些方法获得的结果与角分辨光电子能谱(ARPES)和扫描隧道显微镜(STM)。最后,我们总结了最近的成功,这种方法和讨论开放的问题,需要解决一个一致的和完整的描述高温超导使用Gutzwiller预计波函数。
2007-07-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bosonic resonating valence bond wave function for doped Mott insulators
在电子二次量子化表象下,提出了一类新的掺杂莫特绝缘体基态。它们是从t-J模型的玻色子共振价键(RVB)理论中获得的。在半满时,基态能非常精确地描述S=1/2海森堡模型的自旋关联。其自旋自由度的特征在于自旋的RVB配对,其尺寸随着空穴掺杂到系统中而不断减小。电荷自由度出现掺杂后,并在RVB背景中的扭曲孔所描述的。我们发现扭曲空穴在赝能隙基态中呈现非对角长程序(ODLRO),它具有有限的对振幅,但缺乏相位相干性。在这种赝能隙基态中,未成对的自旋表现为自由涡旋,阻止了超导相位相干。节点准粒子的存在也是由这样一个隐藏的ODLRO在基态,这是非费米液体的超导相位相干性的情况下,确保。也可以构造两种不同类型的自旋激发。讨论了赝能隙基态的超导不稳定性,得到了d波超导基态。这类赝能隙和超导基态将反铁磁性、赝能隙、超导性和莫特物理统一为一种新的物质状态。
2005-06-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Triplet pairing, orbital selectivity and correlations in Iron-based superconductors
University of Cincinnati(辛辛那提大学);Max-Planck-Institut für Festkörperforschung(马克斯·普朗克固体研究所);Rutgers University(罗格斯大学);Royal Holloway, University of London(伦敦大学皇家霍洛威学院)
研究铁基超导体正常态中带宽重整化和配对易感性,探讨强库仑排斥与洪德相互作用下的轨道选择性与超导性相互作用。
2023-02-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic States and Superconductivity in Multi-layer High-Tc Cuprates
本文研究了多层铜氧化物正常相的电子态随CuO_2晶面数和掺杂率的变化。本文采用共振价键波函数和Gutzwiller近似对二维多层膜t-t“-t”-J模型进行了研究。为了理解角分辨光电子能谱(ARPES)谱,我们计算了CuO_2表面(π,0)处的电子去除谱函数。我们发现,三层光谱比双层光谱窄,但比单层光谱宽。在三层和四层体系中,CuO_2的外表面和内表面具有不同的超导振幅,而在双层体系中各层的超导振幅相同。根据现有理论讨论了最近的ARPES和NMR实验。
2002-09-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ultracold few fermionic atoms in needle-shaped double wells: spin chains and resonating spin clusters from microscopic Hamiltonians emulated via antiferromagnetic Heisenberg and t-J models
囚禁超冷原子的进展增强了人们对模拟复杂物理现象的兴趣,包括量子磁性和从巡游到非巡游行为的转变。在这里,我们显示了反铁磁基态的几个超冷费米子原子在单阱和双阱(DW)陷阱的形成,通过微观哈密顿精确对角化的两个DW安排:(i)两个线性取向的一维,一维,阱,和(ii)两个耦合的平行阱,形成一个陷阱的二维,2D,性质。光谱和自旋分辨的条件概率揭示了这两种情况下,在强排斥,原子的空间本地化在临时创建的网站,形成量子分子磁结构与非巡回字符。这些发现引领未来的理论和实验探索到高维度的超冷强排斥费米子原子的高度相关行为,超越了严格适用于1D情况的费米子化物理。用有限海森堡自旋链模型和团簇模型很好地描述了四个原子的结果。对称双阱中三个费米子原子的数值模拟揭示了耦合共振2D海森堡团簇的出现,其模拟需要使用类似于高T $_c$超导性研究中使用的t-J模型。在可控失谐的非对称双阱的微观和模型计算中发现的高度纠缠态暗示了三冷原子DW量子计算量子比特。
2016-08-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
A modern, but way too short history of the theory of superconductivity at a high temperature
试图阐明目前流行的高Tc超导性的各种信仰/想法体系。这本书首先是为想要进入这个领域的弦理论家和初级凝聚态物理学家服务的。它偏离了这样一个前提,即从历史的角度来看,往往令人困惑的,相互矛盾的理论组合可以得到最好的欣赏。以下主题的历史编年史:自旋涨落强力胶,莫特内斯,共振价键和规范理论,赝能隙和竞争秩序,量子临界金属。作者很清楚,任何试图写这样一段历史的尝试都是主观的,欢迎评论。
2011-01-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Emergence of Superconductivity in Doped Multiorbital Hubbard Chains
我们引入了一维双轨道哈伯德模型的变分状态,直观地解释了最近的计算发现,在这些系统中的配对时,空穴掺杂。我们的Anterior是Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki价键态的优化线性叠加,使该组合成为被称为轨道共振价键的价键液体。我们表明,未掺杂的(一个电子/轨道)量子态的两个网站耦合成一个整体的自旋单线态是完全书面采用自旋1/2单线连接轨道在最近的邻居网站。推广到更长的链定义了我们的变分状态,将我们的链几何地表示为一个两腿梯子,每条腿有一个轨道。在安德森的共振价键状态,我们的未掺杂的变分状态包含通过掺杂成为移动导致超导性的预制单线对。具有一维子结构、两个近简并轨道和中间Hubbard U/W强度(W为载波带宽)的掺杂真实材料可以实现自旋单线态配对,如果现场各向异性很小的话。如果这些各向异性是稳健的,则出现自旋三重态配对。
2020-05-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Synthesis and search for superconductivity in LiBC
在Rosner等人[1]最近对空穴掺杂LiBC的超导电性的理论预测之后,我们尝试合成Li缺乏的LixBC(x = 1,0.8,0.6和0.4)并在该系统中寻找超导电性。我们的合成程序,按照配方的MgB 2,涉及反应的元素成分在钽坩埚在900 ° C下,在50巴的氩气压力。X-射线衍射测量表明,P63/mmc结构的形成高达x=0.6。然而,在300 ~ 4K的温度范围内,没有观察到对应于超导转变的抗磁信号或零电阻。这可能与B-C堆叠中存在的无序有关;通过红外光谱研究LixBC的振动模式可以证明这一点。
2002-07-18 cond-mat.supr-con
Conjectures for the microscopic theory of high temperature superconductivity
在实验结果和我们以前理论工作的基础上,建立了高温超导的微观理论。在这个猜想中,超导和反铁磁长程序是由层间耦合驱动的。严格地说,在两个维度上,微观哈伯德模型在接近零温度最佳掺杂的$x=x_{c}$处具有(共振价键)绝缘体到金属的转变,导致量子临界点,并且其中一条交叉线由赝能隙温度$T^{*}$给出。我们认为,各种奇异的和非费米液体性能附近观察到的最佳掺杂是由于这个量子临界点的存在。在我们的推测中,交叉线$T^{*}$实际上也将超导区分为两部分,这取决于相对于$x_{c}$的掺杂水平。对于$x \leq x_{c}$,超导态具有显著的反铁磁关联,而对于$x > x_{c}$,它几乎没有反铁磁关联,从而证明了基于非相互作用电子的传统BCS理论。在$x_{c}$以下的超导态中,非弹性中子散射共振和系统地减少的超流密度在本方案中有其自然的解释。该方法支持层间对隧穿模型,其中超导凝聚能来自超导态c轴动能的降低。比较目前的情况与一些领先的理论的基础上的哈伯德和$t-J$模型。空穴掺杂和电子掺杂的铜氧化物以及重费米子超导体的一般特征可以在本图中的{ \em统一}框架中理解。
2000-08-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Isotope effects in high-Tc cuprate superconductors: Ultimate proof for bipolaron theory of superconductivity
铜氧化物高温超导理论的发展是物理学中的突出问题之一。发现25年后,尽管在理论和实验上做出了巨大的努力,但仍然没有就微观理论达成共识。试图理解这个问题是阻碍了一些机制之间的微妙的相互作用,并在这些系统中存在几个几乎退化和竞争的阶段。在这里,我们提供了统一的无参数的解释所观察到的氧同位素效应的临界温度,磁场穿透深度,和正常状态的赝隙欠掺杂的铜氧化物超导体的双极化子理论的框架内兼容的强库仑和Froehlich相互作用,并与许多其他独立的意见,在这些高度极化的掺杂绝缘体。值得注意的是,我们还定量地解释测得的临界温度和磁场穿透深度的大小。因此,目前的工作代表了高温超导的双极化子理论的最终证明,其中考虑到基本的库仑和电子-声子相互作用。
2011-05-16 cond-mat.supr-con
Theory of Emergent Josephson Lattice in Neutral Twisted Bilayer Graphene (Moiŕe is Different)
“更多是不同的”(安德森,1972年)在石墨烯。双层和扭转弹簧的惊喜。最近发现的超导电性(T $_c\approx$ 1.7 K)在超低掺杂密度$\sim 10^{11}$ cm ${}^{-2}$提醒社会寻找一个电子-电子相互作用为基础的机制,声子诱导的吸引力似乎不够。我们提出了一种机制的超导性,其中发挥了重要作用的致密(密度$\approx$ 2 $\times$ 10 ${}^{15}$ cm $^{-2}$)$π$ -电子流体的石墨烯层。这种流体在碳-碳键尺度上具有离壳共振价键相关性(RVB)。相称的扭曲$θ\approx 1.1^\circ$产生电荷中性载流子池(尺寸$\sim$ 50 μ m),并形成局部AA配准的三角形莫尔晶格。AA注册通过层间隧穿掺杂相等数量的电子和空穴,而AB注册不。使用壳层上RVB相关性,电荷中性水坑内的载流子形成相等数量的-2e和+2e库珀对。出现约瑟夫森-莫尔晶格。库仑阻塞与对隧穿竞争,并产生玻色莫特绝缘体。栅极掺杂掺杂玻色哈伯德模型,并创造超导性。我们的信息是,在(无载体)中性石墨烯中保持休眠的RVB相关性对于两个添加的电子变得在壳层上,因为它们与使背景$π$在石墨烯中流动的电子无法区分。
2018-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strong electronic correlations in superconducting organic charge transfer salts
本文综述了强电子关联在准二维有机电荷转移盐(BEDT-TTF)$_2X$、(BETS)$_2Y$和$β'$ -[Pd(dmit)$_2$ ] $_2Z$中的作用。我们首先为这些材料定义极小模型。有必要确定两类材料:第一类是强二聚化的,由半填充的哈伯德模型描述;第二类不是强二聚化的,由四分之一填充的扩展哈伯德模型描述。我们认为,这些模型捕捉这些材料的基本物理。我们探讨了半填充准二维有机电荷转移盐的相图,着重于金属相和超导相。我们回顾的工作表明,金属相,它具有费米液体和“坏金属”制度,定量和定性描述的动力学平均场论(DMFT)。超导态的现象学仍然是一个有争议的问题。我们严格审查的实验情况,重点放在关键的实验结果,可能区分对手的超导理论,特别是探针的配对对称性和测量的超流刚度。然后,我们讨论了一些强关联的超导理论,特别是共振价键(RVB)理论的超导。最后,我们讨论了该领域目前面临的一些主要挑战。
2006-07-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Failed theories of superconductivity
从Kamerlingh Onnes发现超导性到Barthel、Cooper和Schrieffer对这一现象做出理论解释,几乎经过了半个世纪。在此期间,理论物理学中最聪明的头脑试图对这种效应进行微观理解,但都失败了。对一些不成功的理解超导性的尝试的总结不仅展示了通过制定BCS理论所取得的非凡成就,而且还说明了错误是科学话语的自然和健康的一部分,并且不适用的,甚至不正确的理论可以变得有趣和鼓舞人心。
2010-08-05 cond-mat.supr-con physics.hist-ph
Kinetic-energy driven superconductivity in cuprate superconductors
铜氧化物超导体中的超导性发生在电荷载流子掺杂的莫特绝缘体上,其中的中心问题是什么机制导致超导(SC)转变温度以下的电阻损失?本文综述了动能驱动SC机制在铜氧化物超导体超导电性描述中的基本思想。动能驱动的超导性的机制是纯电子的,没有声子,其中电荷-载流子配对相互作用直接从动能通过在掺杂浓度的较高幂次中交换自旋激发而产生。这种动能驱动的d波SC态受SC能隙和准粒子相干性的共同控制,导致最大SC转变温度出现在最佳掺杂附近,然后在欠掺杂和过掺杂区域均降低。特别地,由自旋激发介导的相同的电荷-载流子相互作用在粒子-粒子通道中诱导SC态,也在粒子-空穴通道中产生正常态赝能隙态。正常状态的赝能隙交叉温度远大于SC转变温度在欠掺杂和最佳掺杂制度,然后单调下降时,掺杂的增加,最终消失在一起的超导性在SC圆顶的末端。这种动能驱动的超导机制也表明强电子关联有利于超导性,因为主要成分不是从外部自由度如声子而是仅仅从内部自旋自由度确定为电荷载流子配对机制。在动力学框架内讨论了铜氧化物超导体的典型性质。能量驱动的SC机制进行了综述。
2015-03-14 cond-mat.supr-con
Ferroelectricity-tuned band topology and superconductivity in two-dimensional materials and related heterostructures
本综述聚焦二维材料及异质结构中铁电性对能带拓扑和超导电性的调控,总结预测与实验进展,并展望实现铁电超导及拓扑超导的新途径。
2024-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
My Random Walks in Anderson's Garden
安德森的花园是一幅画提交给菲利普W。1983年,安德森60岁生日前夕。这幅漫画(图1),作者不详,简洁地描绘了安德森1983年以前的一些作品,就像一个盛开的花园。作为安德森论文的狂热读者,在安德森的花园里随意散步已经成为我从研究生时代开始的日常生活的一部分。这对我有很大的帮助,也为我在普林斯顿大学与园丁本人的一次精彩合作做好了准备,这次合作是关于高温铜酸盐和量子自旋液体的共振价键(RVB)理论。结果是丰富的-第一个(RVB平均场)理论的i)量子自旋液体,ii)出射费米表面在莫特绝缘体和iii)超导性掺杂莫特绝缘体。超越平均场论- i)涌现规范场,ii)具有RVB规范场的Ginzbuerg Landau理论,iii)超导圆顶的预测,iv)铜酸盐的非费米液体正常态的早期识别和研究等等。本文总结了我多年的园艺尝试,最后简要总结了我在理论上的努力,将RVB超导理论扩展到包括最近的在高压~ 200 GPa下观察到分子固体H_2S具有很高的Tc ~ 203 K超导性。
2016-08-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con physics.hist-ph
The Superconductivity of Sr$_2$RuO$_4$ Under $c$-Axis Uniaxial Stress
将面内单轴压力应用于强关联低维系统已被证明可以显着调整电子结构。例如,非常规超导体Sr $_2$ RuO $_4$可以通过单个Van Hove奇点进行调谐,这导致$T_\text{c}$和$H_\text{c2}$的强烈增强。平面外($c$轴)的单轴压力预计会更强烈地调整准二维结构,使其同时接近两个Van Hove奇点。在这里,我们实现了记录值的$3.2$ GPa压缩沿$c$轴的Sr $_2$ RuO $_4$。虽然$H_\text{c2}$的上升表明我们确实正在接近范霍夫点,但$T_\text{c}$被抑制了,这一结果与基于简单二维模型的预期相矛盾。作为第一次尝试考虑到第三个维度,我们提出了在弱相互作用限制的三维计算,并讨论了在何种程度上,他们是一致的观察。我们的实验结果强调了平面外效应在一般低维系统中的重要性,并为Sr $_2$ RuO $_4$中配对相互作用的理论提供了新的约束。
2022-01-18 cond-mat.supr-con
Pseudogap, Superconducting Energy Scale, and Fermi Arcs in Underdoped Cuprate Superconductors
通过测量零温极限下$La_{2-x}Sr_xCuO_4$的比热随磁场的变化,确定了准粒子能隙的节斜率$v_Δ$。发现$v_Δ$具有与赝隙温度$T^*$或值$Δ_p$非常相似的掺杂依赖性。同时,发现在改变掺杂浓度时,由$v_Δ$导出的($π,0$)处的虚拟最大带隙遵循简单的关系式$Δ_q=0.46k_BT^*$。这有力地表明赝能隙和超导性之间的密切关系。进一步发现,超导转变温度由赝能隙相的剩余态密度和零温极限下的节隙斜率决定,即$T_c \approx βv_Δγ_n(0)$,其中$γ_n(0)$是提取的正常态比热系数的零温值,它与剩余费米弧$k_{arc}$的大小成正比.这表明超导电性可能是通过在$T_c$以下节点附近的费米弧上形成新的能隙而形成的。这些观测结果模拟了基于一般共振价键(RVB)图像的SU(2)从玻色子理论的关键预测。
2005-08-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Colloquium: Hidden Order, Superconductivity, and Magnetism -- The Unsolved Case of URu2Si2
本次学术讨论会回顾了25年的追求,了解连续(二阶)平均场的相变发生在17.5 K的URu 2Si 2。大约十年前,术语隐藏秩序(HO)被创造出来,并被用来描述未知的有序状态,其起源无法通过传统的固态探针(如X射线,中子或μ子)来揭示。HO能够在较低的温度(Tc ~ 1.5 K)下支持超导性,当磁性随着压力的增加而发展时,HO和超导性都被破坏。探测HO的其他方式是通过Rh掺杂和非常大的磁场。在过去的几年中,各种先进的技术已被测试,以探测HO状态和他们的尝试将被总结。最近的理论发展的摘要也包括在内。本次研讨会的目的是进一步阐明HO状态及其在其他材料中的相关阶段。
2011-11-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergence of superconductivity in the cuprates via a universal percolation process
理解非常规超导体的关键一步将是破译超导性如何在冷却时从不寻常的正常状态出现。在铜氧化物中,超导配对的痕迹出现在宏观转变温度$T_c$以上,但广泛的研究导致了不同的结论。主要的困难一直是超导贡献的复杂的正常状态行为的分离。在这里,我们通过测量非线性电导率来避免这个问题,在正常状态下,可观测值为零。我们发现几个代表性的铜酸盐的非线性电导率指数消失以上$T_c$,无论是与温度和磁场,并表现出温度标度的特点是由一个几乎普遍的规模$T_0$。试图用经常被引用的金兹伯格-朗道理论来模拟这种反应是不成功的。相反,我们的研究结果被一个简单的渗流模型所捕获,该模型也可以解释铜酸盐的其他性质。因此,我们解决了一个长期存在的难题,表明铜酸盐的超导性的出现是由其固有的不均匀性。
2017-10-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Perspective on Conventional High-Temperature Superconductors at High Pressure: Methods and Materials
在兆巴压力下合成的两种富氢材料H $_3$ S和LaH $_{10}$,彻底改变了凝聚态物理领域,首次揭示了室温超导性百年难题的解决方案。在这些特殊的化合物中,超导电性的机制是传统的电子-声子耦合。在这里,我们描述了最近的进展,实验技术,超导理论和第一原理计算方法,使这些发现成为可能。这项工作的目的是提供一个最新的纲要,现有的结果超导体,并解释如何协同不同的方法导致非凡的发现在该领域。此外,为了证明压力下二元超导体的超导电性的经验规则,我们讨论了电子结构和化学键的一般趋势。评论的最后一部分介绍了优化传统超导材料的压力和转变温度的可能策略,以及理论,计算和实验研究的未来方向。
2020-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting Gap Structure of Spin-Triplet Superconductor Sr_2RuO_4 Studied by Thermal Conductivity
为了弄清自旋三重态超导体Sr_2RuO_4的超导能隙结构,测量了面内热导率随热流、晶轴和旋转磁场在二维RuO_2面内的相对取向的变化.导热系数的面内变化与任何具有垂直于2D平面的线节点的模型不相容,并且指示水平节点的存在。这些结果对试图解释三重态超导机制的模型提出了强有力的限制。
2001-01-30 cond-mat.supr-con
p-Wave Superconductivity in Iron-based Superconductors
超导体中p波配对的可能性早在50多年前就被提出,但尚未得到令人信服的证明。其中一个困难是,有些p波状态与s波状态在物理上无法区分,而另一些则与d波状态非常相似。本文研究了NdFeAs(O,F)薄膜的自场临界电流,提取了伦敦穿透深度、超导能隙以及超导转变温度下相对比热跃变的绝对值,发现所有推导出的物理参数都强烈表明NdFeAs(O,F)是体p波超导体。进一步的研究表明,单原子层FeSe也显示出p波配对。为了概括这些发现,我们重新检查了铁基超导体中超流密度测量的整个清单,结果普遍表明大多数铁基超导体都是p波超导体。
2019-09-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con quant-ph
Superconductivity and bosonic fluid emerging from Moiré flat bands
虽然谷间吸引由声子或拓扑涨落介导的证据正在积累,但平带量子莫尔材料中超导性的起源仍然是一个悬而未决的问题。在这里,而不是试图查明超导电性的起源,我们的目标是确定的普遍性质的莫尔平坦带,将出现在存在谷间的吸引力。我们表明,通过匹配的相互作用强度的谷间吸引与谷内排斥,平带极限变得完全可解。远离平带极限,系统可以通过量子蒙特卡罗(QMC)方法模拟,没有符号问题的任何填充。结合解析解与大规模的数值模拟,我们表明,温度升高时,超导相融化成玻色子流体的库珀对与大/发散压缩。相反,平带吸引力的哈伯德模型,类似的效果只出现在现场的相互作用,我们的研究表明,这种物理是一个普遍的性质的莫尔平带,无论微观细节,如相互作用和/或自旋oribt耦合的范围。在更高的温度下,玻色子流体相让位给伪能隙相,其中一些库珀对被热涨落撕裂,导致能隙内的费米子态密度。不同于超导转变温度,这是非常敏感的掺杂和扭曲的角度,玻色子流体相和赝间隙相的间隙和温度标度被发现是几乎独立的掺杂水平和/或平带带宽。这些阶段与实验发现的平带量子莫尔材料的相关性进行了讨论。
2022-11-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Synthesis and characterisation of LK-99
本文系统合成并表征了铅磷灰石材料LK-99,结合结构表征与输运测量,未在样品中发现室温常压超导迹象。
2023-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Two-Hole Ground State: Dichotomy in Pairing Symmetry
本文用变分蒙特卡罗(VMC)方法研究了二维t-J模型的单空穴基态量子阱。这种掺杂空穴的行为类似于一个“扭曲的”非朗道准粒子,其特征在于与精确数值一致的出射量子数。在本工作中,我们利用VMC进一步研究了双空穴的基态。结果表明,两个空穴相互吸引形成一个配对态,其新的量子数与精确对角化和密度矩阵重整化群(DMRG)计算结果相同.这种配对状态的独特特征是配对对称性的二分法,即,一个d波的电子c算子和一个s波的新准粒子,明确说明了在基态波函数。一个类似的VMC研究的两个孔波函数的t-J双腿阶梯也产生了良好的协议与DMRG的结果。我们证明,负责强约束力的配对机制,这里是不是由于远程反铁磁秩序,也没有共振价键结合配对的自旋背景,但由跳跃的空穴产生的量子相位弦的后果。由此产生的自旋电流图案介导的配对力中明确示出的VMC计算。在有限掺杂的超导性的物理意义进行了讨论。
2022-03-31 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
Two-dimensional superconductors with intrinsic p-wave pairing or nontrivial band topology
在过去的15年里,人们一直致力于在现实材料和系统中实现拓扑超导性,主要是因为它们在容错量子信息处理中具有广阔的应用前景。在这篇文章中,我们试图给出一个概述在这一领域的一些主要发展,特别是在二维晶体超导体,具有固有的p波配对或非平凡带拓扑。我们首先分类三种不同的概念方案,以实现拓扑超导体(TSC),使通过实空间超导邻近效应,倒空间超导邻近效应,和本征TSC。虽然第一种方案迄今已得到最广泛的探讨,但其他两种方案之间的微妙差异仍有待充分证实。然后,我们转向候选的本征或p波超导体,包括Sr2RuO4,UTe2,Pb3Bi和石墨烯为基础的系统。对于依赖邻近效应的TSC系统,重点主要是超导性和非平凡能带拓扑结构的共存,例如过渡金属二硫属化物,钴pnictides,和锡烯,都在单层或少层制度。审查完成与讨论的应变,门控和铁电性的三个主要调谐方案在获取TSC的一个或两个基本成分,和优化这种调谐能力可能被证明是决定性的,在我们的驱动器编织的马约拉纳零模式和演示的拓扑量子位。
2023-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
FeSe and the missing electron pocket problem
School of Physics and Astronomy, University of St. Andrews(圣安德鲁斯大学物理与天文学院);Institute of Physics, University of Greifswald(格赖夫斯瓦尔德大学物理研究所);Diamond Light Source(钻石光源)
本文针对FeSe的缺失电子口袋难题,综述了相关ARPES、STM实验进展与理论解释研究,强调了$d_{xy}$轨道的重要性,探讨了其对超导性理解的影响并提出未来研究方向。
2022-01-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con