Macroscopic quantum tunneling in multigap superconducting Josephson junctions: Escape rate enhancement via quantum fluctuations of Josephson-Leggett mode
本文从理论上研究了单能隙超导体和多能隙超导体(如${MgB}_{2}$和铁基超导体)形成的异质约瑟夫森结中的宏观量子隧穿(MQT)。在这种约瑟夫森结中,限定了多于一个的相位差。我们阐明了相位差的量子动力学,并建立了多能隙约瑟夫森结中MQT的理论。相位差的动力学受到约瑟夫森-莱格特模式的强烈影响,该模式是相位差的异相振荡模式。逃逸率是根据约瑟夫森-莱格特模式重整化的有效作用量计算的。结果表明,当约瑟夫森-莱格特模的频率小于约瑟夫森等离子体频率时,逃逸率大大增强。
2011-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Sudden reversal in the pressure dependence of Tc in the iron-based superconductor CsFe2As2: A possible link between inelastic scattering and pairing symmetry
我们报告了铁基超导体CsFe 2As 2中Tc的压力依赖性的突然逆转,类似于最近在KFe 2As 2中发现的情况[Tafti等人,9,349(2013)]。在KFe 2As 2中,我们观察到在零温度极限下霍尔系数没有变化,再次排除了跨越临界压力Pc的Lifshitz转变。我们解释的Tc反转的两种材料作为一个相变从一个配对状态到另一个,调整压力,并调查什么参数控制这种转变。比较不同的剩余电阻率的样品,我们发现,6倍的杂质散射的增加并不移位Pc。通过对KFe_2As_2在压力下的X射线衍射研究,我们报道了晶格常数和As-Fe-As键角随压力的变化关系。这些晶格参数的压力依赖性表明,Pc应该是显着高于在CsFe_2As_2比KFe_2As_2,但我们发现,相反,Pc是较低的CsFe_2As_2。压力下的电阻率测量揭示了跨Pc的制度的变化,这表明非弹性散射和配对对称性之间可能存在联系。
2014-04-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nambu-Goldstone-Leggett modes in multi-condensate superconductors
多能隙超导体表现出有趣的性质。在$N$带隙超导体中,我们一般具有$U(1)^N$相位不变性.这种多相不变性在超导体中部分或全部自发地被破坏。Nambu-Goldstone模和Higgs模都是重要的模,在多凝聚态超导体中将发挥重要作用。额外的相位不变性导致一个新的量子相位,与挫折约瑟夫森效应的帮助下,如时间反演对称性破缺,出现的无质量模式和分数量子化磁通涡旋。在磁场中,双组分超导体中存在半磁通涡旋的可能性。半量子磁通涡旋可以被解释为一个束缚态,两个半磁通涡旋形成一个由畴壁连接的束缚态。在超导体中,夸克和分数量子化通量涡旋之间有一个有趣的类比。
2016-08-14 cond-mat.supr-con
Orbital Fluctuation Mediated Superconductivity in Iron Pnictides: Analysis of Five Orbital Hubbard-Holstein Model
在铁磷族化合物中,我们发现由于铁离子振荡引起的适度的电子-声子相互作用可以引起临界d轨道涨落,而不被库仑相互作用所禁止。这些波动引起了强烈的配对相互作用的s波超导(SC)状态没有符号反转($s_{++}$波状态),这是一致的实验观察到的超导性对杂质的鲁棒性。当库仑相互作用引起的磁涨落也很强时,随着杂质浓度的增加,SC态表现出从符号反转的s波态($s_\pm$波态)到$s_{++}$波态的平滑过渡。
2010-04-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Time-Reversal Symmetry Breaking Superconducting State and Collective Modes in Kagome Superconductors
Capital Normal University(首都师范大学);Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学理论科学研究所);Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院);Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所)
研究多带kagome超导体中非常规配对和集体模式,揭示TRS破缺超导态的特征及实验检测方法。
2025-12-31 cond-mat.supr-con
Intrinsic Time-reversal-invariant Topological Superconductivity in Thin Films of Iron-based Superconductors
我们建立了准二维铁基超导体(FeSC)薄膜作为一个新的高温平台托管内在的时间反转不变的螺旋拓扑超导(TSC)。基于狄拉克表面态和体扩展$s$ -波配对的组合,我们的理论应该直接适用于一个大类的实验建立的FeSC,打开一个新的TSC范式。特别是,所施加的电场作为“拓扑开关”的螺旋马约拉纳边缘模式的FeSC薄膜,允许门控螺旋马约拉纳电路的实验可行的设计。施加面内磁场驱动螺旋TSC相位进入携带角局部化马约拉纳零模式的高阶TSC。我们的建议应该使实验实现螺旋马约拉纳费米子。
2021-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Leggett Modes in Dirac Semimetals
本文提出通过交流驱动SQUID明确检测Leggett模式及其频率,并据此在邻近Al诱导超导的狄拉克半金属Cd3As2中确认了双带超导态下Leggett模式的存在。
2022-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Structure of Neutron-Scattering Peak in both s++ wave and s+- wave states of an Iron pnictide Superconductor
在五轨道模型下,基于无规相位近似,研究了铁磷族化合物中具有符号反转(s+-)和不具有符号反转(s++)的全能隙s波态的中子散射谱.在s++波状态下,我们发现,一个突出的驼峰结构出现在光谱间隙上方,考虑到准粒子阻尼伽马由于强电子-电子相关:随着超导性的发展,减少伽马引起的间隙上方的光谱中的大的过冲。所得到的驼峰结构看起来类似于s+波状态下的共振峰,尽管后者状态下的峰的高度和重量大得多。在本研究中,实验观察到的宽光谱峰的铁磷属元素的自然再现假设的s++波状态。
2010-01-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Variety of c-axis collective excitations in layered multigap superconductors
我们提出了一个动力学理论的相位差沿堆叠方向的本征约瑟夫森结(IJJ的)在层状多间隙超导体,发现的高度各向异性的铁基超导体厚钙钛矿型阻挡层的动机。推导了描述多间隙IJJ特有的AC和DC本征约瑟夫森效应的动力学方程,并预测了除了在单间隙IJJ中建立的约瑟夫森等离子体之外的集体Leggett模激发。给出了它们集体模的色散关系,并证明了Leggett模的显著特性。
2011-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Two types of s-wave pairing due to magnetic and orbital fluctuations in the two-dimensional 16-band d-p model for iron-based superconductors
我们在二维16带d-p模型中研究了超导电性,该模型是从LaFeAsO的能带结构的紧束缚拟合中提取的。当轨道内斥力U大于轨道间斥力U '时,反铁磁自旋涨落介导的是序参量符号反转的扩展s波(s+- s++波配对由于电子-声子耦合而增强,然后可以扩展到U> U '的实际参数区域。
2010-02-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Crystal structures and the sign reversal Hall resistivity in iron-based superconductors Lix(C3H10N2)0.32FeSe (0.15<x<0.4)
本文报道了两种铁基材料Li_(0.15)(C_3 H_(10)N_2)_(0.32)FeSe(P-4)和Li_x(C_3 H_(10)N_2)_(0.32)FeSe(P_4/nmm,0.25<x<0.4)的晶体结构、超导电性和正常态性质。确定的晶体结构揭示了超膨胀FeSe层内Li浓度和1,2-二氨基丙烷分子的起源之间的耦合。进一步用Lawence-Doniach模型对电阻率进行拟合,表明这两种超导体都属于准二维系统。随着温度的升高,晶体结构和掺杂水平的差异。第一性原理计算表明,FeSe层间距的增加将重构费米面,并在布里渊区的Gamma点附近产生新的空穴袋。我们的研究结果支持了二维度的增加将导致电子掺杂FeSe超导体的温度诱导Lifshitz转变。
2019-01-09 cond-mat.supr-con
Phase-sensitive evidence for the sign-reversal s+- symmetry of the order parameter in an iron-pnictide superconductor using Nb/Ba1-xNaxFe2As2 Josephson junctions
两个超导体之间的约瑟夫森电流提供了一个相敏的工具来探测它们的配对对称性。在这里,我们制作和实验研究高质量的约瑟夫森结之间的传统的s波超导体Nb和多带铁磷属元素化物Ba $_{1-x}$ Na $_x$ Fe $_2$ As $_2$。结表现出足够大的临界电流密度,以排除磷属元素化物的序参量的d波对称性。然而,$I_cR_n$乘积是非常小的$\simeq 3~μ$ V,这也与符号保持$s_{++}$对称性不一致。我们认为,小$I_cR_n$值以及其不寻常的温度依赖性提供的证据的$s_{\pm}$对称性的序参量在Ba $_{1-x}$ Na $_x$ Fe $_2$作为$_2$。我们的结论是,这是我们的交界处的相位灵敏度,导致一个几乎完全(低于百分之一)取消相反的超电流从符号反转$s_{\pm}$带的磷属元素。
2018-01-16 cond-mat.supr-con
A new collective mode in an iron-based superconductor with electronic nematicity
本文利用太赫兹非线性光谱在具有电子向列性的铁基超导体FeSe中发现了一种位于超导能隙之下的新集体模式,并结合理论计算将其归因于多分量配对通道中的Bardasis-Schrieffer模式,证实了低对称性下多分量配对的存在。
2025-07-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Sign-reversal of the in-plane resistivity anisotropy in hole-doped iron pnictides
在母体和电子掺杂的化合物中,已经广泛地研究了铁磷属元素化物的耦合正交和磁性转变的电阻率的面内各向异性。所有这些研究普遍表明,在低于磁转变温度时自旋沿其反铁磁耦合的长斜方轴$a_{O}$上的电阻率$ρ_{a}$小于短斜方轴$b_{O}$的电阻率$ρ_{b}$,即。e. $ρ_{a}<ρ_{b}$。本文报道了在空穴掺杂化合物Ba $_{1-x}$ K $_{x}$ Fe $_{2}$ As $_{2}$中,随着掺杂量的增加,电阻率各向异性开始变得非常小,当掺杂量足够大时,电阻率各向异性最终改变符号,即:e. $ρ_{b}<ρ_{a}$。这一观察结果与最近的理论预测一致,该理论预测考虑了正交/斜方晶态中自旋波动对电子的各向异性散射。
2013-04-11 cond-mat.supr-con
Sign-reversal of the in-plane resistivity anisotropy in iron pnictides
电子驱动的晶体旋转对称性破缺(不涉及磁序)的概念在多个系统中找到了实验支持,从半导体异质结构和钌酸盐到铜酸盐和铁磷属元素化物超导体。在磷属元素化物BaFe $_{2}$ As $_{2}$中,在可以由外部应变控制的温度范围内,这样的“电子自旋态”出现在磁过渡圆顶之上。在这里,通过测量平面内的电阻率各向异性,我们探测这种材料的电子各向异性在整个超导/磁圆顶,其端点与最佳超导转变温度相一致。反直觉地,我们发现,与其他材料不同,BaFe $_{2}$ As $_{2}$中的电阻率各向异性改变了整个掺杂相图的符号,即使磁性,磁性和正交序参量的符号保持固定。这一行为可以用磁相的费米面重构和磁相的自旋涨落散射来解释。输运各向异性的独特行为揭示了铁磷属元素化物的正常态输运性质中磁散射的主要作用,表明磁性、向列性和非常规超导性之间存在密切联系。
2013-04-11 cond-mat.supr-con
Time reversal symmetry breaking and zero magnetic field Josephson diode effect in Dirac semimetal Cd3As2-mediated asymmetric SQUIDs
本文在Cd3As2介导的非对称SQUID中观测到零磁场Josephson二极管效应,指出表面与体超导通道间的相位耦合打破时间反演对称性是其成因,对超导电子电路应用具重要意义。
2024-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Three-band superconductivity and the order parameter that breaks time-reversal symmetry
我们考虑一个多带超导模型,灵感来自铁pnictides,其中三个带连接通过排斥对散射项。一般来说,三个不同的超导状态出现在这样的模型。其中两个是直接概括的两个间隙序参量,而第三个对应于一个时间反演对称性破缺序参量,完全没有在两个带模型。对这种真正受抑状态的潜在观察将是排斥相互作用作为铁基高温超导性根源的特别生动的表现。我们构造了这个模型的相图,并讨论了它与铁磷属元素化物族高温超导体的关系。我们还研究了两带s'(或扩展s波)超导体与单带隙s波超导体之间的Josephson耦合情况,以及相应的相图。
2010-03-31 cond-mat.supr-con
Time-reversal symmetry breaking state in dirty three-band superconductor
我研究了无序对带间排斥的三带模型的超导电性的影响。这样的模型可以支持几种可能的超导序参量,包括复杂的时间反演对称性破缺(TRSB)状态。杂质散射抑制所有这些状态的临界温度,但复杂的状态生存,并仍然是一个模型的相图的一部分,即使在存在适量的无序。这意味着TRSB态可以在多带材料中实验获得,如铁磷属元素化物和硫属元素化物。
2015-08-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Influence of electronic correlations on orbital polarizations in the parent and doped iron pnictides
轨道极化和电子关联是理解多轨道FeAs基超导体正常态和超导性质的两个基本方面。在这封信中,我们提出了一个系统的研究铁磷属元素的轨道极化从弱到强库仑相关的KRSB方法。LaFeAsO的双轨道模型的磁相图清楚地表明,在很宽的掺杂范围内存在具有相当大的轨道极化的条纹状反铁磁金属相。在中间关联区,轨道极化发生反转,小的晶场分裂增强了轨道密度波阶。
2011-06-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pair breaking due to orbital magnetism in iron-based superconductors
我们认为,在一个两个带模型适合于描述铁基超导体的杂质存在下的超导性。我们分析了带间散射过程对超导性的影响,考虑到轨道,即,非自旋磁性但时间反转的破磁杂质。在这样的系统中的对打破所描述的带间散射矩阵元素中的非平凡相。我们发现,传统的超导体的转变温度可以抑制由于带间散射,而非传统的超导体可能不受影响。我们还讨论了杂质存在时密度波相位的稳定性。作为一个例子,我们考虑与虚电荷密度波的铁基超导体的兴趣杂质。
2015-02-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-Fermi-Liquid-Like Behaviors and Superconductivity Driven by Orbital Fluctuations in Iron Pnictides: Analysis by Fluctuation-Exchange Approximation
本文研究了铁离子Einstein振子引起的五轨道Hubbard-Holstein模型。使用波动交换(FLEX)近似,轨道波动演变成反比的温度,因此电阻率显示出线性或凸T-依赖于广泛的温度范围。我们还分析了Eliashberg能隙方程,发现当轨道涨落超过自旋涨落时,会出现无符号反转的s波超导态(s_{++} -波态).当两种涨落相当时,它们的竞争产生一个节点s波状态。本研究为正常态和超导态提供了一个统一的解释。
2010-09-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nematicity as a probe of superconducting pairing in iron-based superconductors
在铁基超导材料的几个家族中,d波配对不稳定性可能与领先的s波不稳定性竞争。在这里,我们表明,当两个国家有可比的自由能,超导和超导自由度是强耦合。虽然π阶导致$T_{c}$的非解析急剧增加,但π阶涨落可以改变s波到d波跃迁的特征,有利于不破坏时间反演对称性但破坏四阶对称性的中间态。超导性和向列性之间的耦合也表现在剪切模量在超导转变过程中的强烈软化。我们的研究结果表明,向列性可以作为一种诊断工具,以寻找非常规的配对状态的铁磷属化物和硫属化物。
2013-09-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-Fermi-Liquid Transport Phenomena and Superconductivity Driven by Orbital Fluctuations in Iron Pnictides: Analysis by Fluctuation-Exchange Approximation
本文研究了铁磷属元素化物的五轨道哈伯德模型。使用波动交换(FLEX)近似,轨道波动演变成反比的温度,因此电阻率显示出线性或凸T-依赖于广泛的温度范围。我们还分析了Eliashberg能隙方程,发现当轨道涨落超过自旋涨落时,出现了无符号反转的s波超导态(s++ -波态).当两种涨落相当时,它们的竞争产生一个节点s波状态。本研究为正常态和超导态提供了一个统一的解释。
2012-04-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Comment on "Nonmagnetic Impurity Resonances as a Signature of Sign-Reversal Pairing in Fe-As-Based Superconductors"
在最近的一封信[PRL 103,186402(2009)]中,Fe-As基超导体的能量能带结构用紧束缚模型拟合,该模型具有每个晶胞两个Fe离子和每个Fe离子两个简并xz和yz轨道。作者声称,所提出的模型,这显着不同于其他作者以前所使用的相同的两个轨道在相同的化合物中的模型,具有所需的对称性来描述铁磷属元素化物超导体中的Fe-As平面。在这篇评论中,我们认为情况并非如此。
2010-02-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Massless collective excitations in frustrated multi-band superconductors
我们研究了三带和四带超导体中的集体激发,其中带间阻挫既不导致超导态中的0带间相位,也不导致$π$带间相位。利用一个多带紧束缚模型的低能自旋哈密顿量,我们发现在这个四带系统的一个宽的参数区域中出现了一个无质量的Leggett模。这种无质量模式与平均场能量不依赖于连续超导相的事实有关。换句话说,我们发现了一个链接的无质量模式与简并之间的时间反演的破缺状态(既没有0也没有$π$阶段)和时间反演的对称状态(0或$π$阶段)。因此,这种集体模的质量很好地表征了阻挫多带超导体的时间反演对称性。
2013-12-20 cond-mat.supr-con
Pairing symmetry and topological surface state in iron-chalcogenide superconductors
超导能隙函数的对称性一直是铁基超导的重要问题。受铁硫系超导体角分辨光电子能谱测量的启发,我们研究了对对称性对拓扑表面态的影响。如果表面狄拉克锥在超导相中变得带隙,则意味着通过自旋轨道耦合由时间反演对称性破缺配对引起的磁化。基于对Ginzburg-Landau自由能的晶体对称性约束,间隙函数对称性在$A_{1g(u)}\pm iA_{2g(u)}$、$B_{1g(u)}\pm iB_{2g(u)}$或$E_{g(u)}\pm i E_{g(u)}$的可能性之间。这种时间反演对称性破缺效应可以存在于非常接近于$T_c$的正常态中,其中两个间隙函数之间的相对相位锁定在$\pm \fracπ{2}$。基于铁硫系化合物能带结构的三轨道模型,计算了磁化强度与超导能隙函数之间的耦合。这项研究提供了间隙函数对称性和表面态的拓扑性质之间的联系。
2021-03-01 cond-mat.supr-con
Superconductivity in Multi-orbital t-J1-J2 Model and its Implications for Iron Pnictides
基于铁磷属元素化物的不良金属行为,我们研究了多轨道$\mathrm{t-J_1-J_2}$模型,并研究了可能的单重态超导配对。磁阻挫本身导致配对状态中的大简并。动能将其分解为一组减少的配对状态中的准简并。对于小的电子和空穴费米口袋,$A_{1g}$状态在相图上占主导地位,但$B_{1g}$状态具有接近的能量。除了无节点的$A_{1g}$ $s_{x^2y^2}$通道之外,节点的$A_{1g}$ $s_{x^2+y^2}$和$B_{1g}$ $d_{x^2-y^2}$通道在磁阻挫$J_1 \sim J_2$参数区域中也是竞争性的。一个$A_{1g}+i B_{1g}$状态,打破了时间反演对称性,发生在低温的相图的一部分。在铁pnictides的实验的影响进行了讨论。
2010-08-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Integer and half-integer flux-quantum transitions in a niobium/iron-pnictide loop
最近铁基超导体的发现挑战了现有的高温超导范式。由于它们不寻常的多轨道能带结构、磁性和电子相关性,理论提出了一种独特的符号反向s波配对态,电子和空穴费米口袋之间的序参量改变符号。然而,由于复杂的费米表面拓扑结构和材料相关的问题,预测的符号反转仍然没有得到证实。在这里,我们报告了一种新的相敏技术探测非常规的多晶铁磷属元素的配对对称性。通过观察铌/铁-磷族元素化物复合环中的整数和半整数磁通量子跃迁,我们首次提供了NdFeAsO 0. 88 F 0. 12中序参量符号变化的相敏证据,为预测非常规s波配对对称性的微观模型提供了强有力的支持.这些发现对磷属元素化物超导机制的研究具有重要意义,并为进一步研究FeAs基超导体中的奇异有序所产生的新物理奠定了基础。
2010-01-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Linear decrease of critical temperature with increasing Zn substitution in the iron-based superconductor BaFe1.89-2xZn2xCo0.11As2
本文研究了Fe基BaFe_(1.89)Co_(0.11)As_2超导体(Tc = 25 K)中Zn替代Fe达8at. %,这是通过高压和高温加热实现的。Tc随着Zn含量的增加几乎线性地降低,并且在~8原子%处消失,这与早期Zn掺杂研究的共有现象不同,其中Tc几乎不降低。然而,Tc下降率(3.63 K/%)仍然远低于s(+-)波模型的预期,这意味着该模型是不可能的。另一种对称模型,如非符号反转s波模型,可能更好地解释的结果。
2011-07-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
s+is State with Broken Time Reversal Symmetry in Fe-Based Superconductors
分析了强空穴掺杂Ba_{1-x} K_xFe_2As_2在x=1和x ~ 0.4(最佳掺杂)之间超导能隙结构的演化。在后一种情况下,配对状态最有可能是s+-,空穴和电子袋上的间隙符号不同,但两个以伽马为中心的空穴袋上的间隙符号相同(空穴袋上的++状态)。在只有空穴的纯KFe_2As_2(x=1)中,激光ARPES数据显示了另一种s+态,即空穴之间的间隙改变符号(a +态)。我们分析了当x -> 1时++ gap如何转化为+- gap。我们发现,这种转变发生通过一个中间的s+is,状态,其中两个空穴袋上的间隙在相位上相差“φ”,这逐渐涉及从“φ”= pi(+-状态)到φ =0(++状态)。这种状态打破了时间反演对称性,具有巨大的应用潜力。我们计算了集体激发的色散,发现两种不同的Leggett型相模在TRSB态的两个端点处软化。
2013-04-29 cond-mat.supr-con
Effect of electron-phonon interactions on orbital fluctuations in iron-based superconductors
为了研究铁基超导体中电子-声子耦合是否会增强轨道涨落,我们发展了一种从头算方法来构建包含声子相关项的有效低能模型.利用导出的有效电子-声子相互作用和声子频率,我们估计声子介导的有效在位轨道内或轨道间电子-电子吸引的静态部分(ω=0)为~ -0.4 eV,交换或对跳跃项为~ -0.02 eV。我们分析了模型与衍生的相互作用与电子排斥内的随机相位近似。我们发现,由于电子-声子相互作用的轨道涨落的增强是小的,使自旋涨落占主导地位。结果,实现了带隙函数符号反转的超导态($s_\pm$波)。
2013-12-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Neutron-Inelastic-Scattering Peak by Dissipationless Mechanism in the s++ -wave State in Iron-based Superconductors
本文在五轨道模型下,采用无规相位近似,研究了δ = 5 meV的超导带隙下铁磷属元素化物的中子散射谱。在正常状态下,中子谱被大的非弹性准粒子(QP)散射率γ * ~ Delta抑制。在没有符号反转的完全带隙s波状态(s++)中,由于SC带隙禁止了非弹性QP散射,因此在2Delta以上的中子谱中出现了驼峰形增强。也就是说,驼峰结构是由Ek<3Delta的无耗散QP产生的。与我们以前的论文中Delta= 50 meV的结果相比,所得到的结果与实验谱更一致。另一方面,在符号反转(s+-)的完全带隙s波态的共振峰的高度和重量都比实验中观察到的要大得多。我们的结论是,实验观察到的宽光谱峰的铁磷属元素化物是由目前的“无耗散机制”在s++波状态。
2011-11-04 cond-mat.supr-con
Orbital Fluctuation Theory in Iron Pnictides: Effects of As-Fe-As Bond Angle, Isotope Substitution, and $Z^2$-Orbital Pocket on the Superconductivity
本文基于五轨道Hubbard-Holstein模型研究了铁磷属元素化物超导体中的配对机制。利用实际模型参数,通过Fe离子振荡,利用轨道涨落诱导出了无符号反转的s波超导态(s_{++}波态).本理论的优点是,Tc和As-Fe-As键角之间的著名的经验关系是自动解释的,因为当As $_4$ -四面体是规则的时,产生轨道波动的电子-声子(e-ph)耦合是最强的。负铁同位素效应也被再现。此外,空穴袋上的SC能隙的大小对相应的d轨道(xz/yz-或z^2-轨道)相当不敏感,这与最近对(Ba,K)Fe $_2$ As $_2$和BaFe $_2$(As,P)$_2$的体敏角分辨光电子能谱(ARPES)测量结果一致。这些结果表明轨道涨落介导的s_{++}波态是铁磷族化合物的一个可能的候选者。
2010-10-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Raman response of collective modes in multicomponent superconductors
Department of Applied Physics, The University of Tokyo(东京大学应用物理系)
本文提出多组分超导体中集体模式拉曼响应的微观理论,推导出包含长程库仑相互作用的拉曼susceptibility表达式,并基于对称性规则分类了所有晶体点群中的拉曼活性集体模式。
2026-02-05 cond-mat.supr-con
Time-reversal symmetry-breaking nematic superconductivity in FeSe
FeSe是铁基超导体家族中的独特成员,这不仅是因为FeSe单层中的高值$T_{c}$,而且还因为在体FeSe中,超导性出现在超导相中,而不与长程磁序竞争。在$T_{c}$附近,超导序必然具有$s+d$对称性,因为超导序线性耦合超导序参量的$s$波和$d$波谐波。在这里,我们认为,近简并之间的$s$波和$d$波的配对不稳定性FeSe,结合的符号变化的空穴和电子口袋之间的序参量,允许超导秩序打破时间反演对称性在温度$T^{*}<T_{c}$。从$s+d$状态到$s+\mathrm{e}^{iα}d$状态的转变应该引起比热的峰值和可以通过拉曼光谱潜在地检测到的软集体模式的出现。
2018-05-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microwave Surface Impedance Measurements of the Electronic State and Dissipation of Magnetic Vortices in Superconducting Iron-Based LiFeAs Single Crystals
LiFeAs是一种具有多个带隙的铁基超导体,其带隙可能是反号的。为了阐明这些新的性质如何影响磁涡旋的能量耗散,我们研究了有限磁场下LiFeAs单晶的微波表面阻抗。磁通流电阻率在低磁场下迅速增强,这与MgB $_{2}$的情况类似。这可能是多能隙性质和能隙各向异性的结果。这表明,即使对于多能隙超导体,符号反转对磁通流也不重要。至于电子态,LiFeAs的涡核被证明是“适度清洁”的。涡核内的平均自由程比涡核外的短得多,且与涡核半径接近。这些结果强烈表明,特定的核心边界的过程是重要的涡核内的散射机制。
2012-06-15 cond-mat.supr-con
Topology meets time-reversal symmetry breaking in FeSe$_{1-x}$Te$_{x}$ superconductor
本文利用零场μ子自旋弛豫在FeSe$_{1-x}$Te$_{x}$超导体中探测到体态时间反演对称性破缺超导态,揭示了其与拓扑电子结构的交汇,为研究拓扑超导与TRSB协同作用提供了平台。
2025-01-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anisotropic gap structure and sign reversal symmetry in monolayer Fe(Se,Te)
铁基超导体是揭示非常规超导和潜在拓扑超导之谜的理想平台。其中,单层Fe(Se,Te)/SrTiO 3(001),这被认为是拓扑非平凡的,显示界面增强的高温超导在二维极限。然而,单层Fe(Se,Te)薄膜超导配对机制的实验研究仍然有限。本文报道了通过测量单层Fe(Se,Te)/SrTiO_3(001)中的准粒子干涉,观察到大超导能隙的各向异性结构和不同电子袋上超导能隙的符号变化。结果与自旋涨落和自旋轨道耦合驱动的“成键-反键"+波配对对称性相一致。我们的工作不仅对铁基超导体的统一超导形式具有基础性意义,而且对理解高温超导体的拓扑超导性也具有重要意义。
2022-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous Shiba states in topological iron-based superconductors
我们证明了铁基超导体FeSe $_{1-x}$ Te $_x$中接近磁性杂质的鲁棒零能模的形成。我们发现,由杂质产生的塞曼场有利于自旋三重态轨道间配对,而不是自旋单重态轨道内配对普遍在散装。优选的自旋三重态配对保持时间反演对称性并且是拓扑的,因为在具有不同配对状态的区域之间的边界处出现鲁棒的、拓扑保护的零模式。此外,零模形成Kramers双峰,其对自旋极化的方向或杂质之间的分离不敏感。我们认为,我们的理论结果是一致的,最近的实验测量FeSe $_{1-x}$ Te $_x$。
2022-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasiparticle interference in an iron-based superconductor
我们发展了一个铁基超导体中磁场对准粒子干涉效应的模型。最近,在Fe(Se,Te)上进行了扫描隧道实验,从准粒子散射振幅的磁场依赖性来确定超导能隙的相对符号。利用一个简单的双带BCS模型,我们研究了三种不同情况下的散射自旋分裂光谱。磁场在铁基超导体中的主要作用是由传导电子的泡利极限引起的。从而诱导出时间反转奇散射,增强了准粒子干涉图的保号性,抑制了反号峰。
2011-08-15 cond-mat.supr-con
Universal V-shaped temperature-pressure phase diagram in the iron-based superconductors KFe2As2, RbFe2As2, and CsFe2As2
我们报告了铁基超导体RbFe_2As_2在临界压力Pc = 11 kbar时Tc的压力依赖性的突然逆转。结合我们以前的结果KFe_2As_2和CsFe_2As_2,我们发现一个通用的V形相图Tc与P在这些完全空穴掺杂的122材料,当测量相对于临界点(Pc,Tc)。通过对KFe_2As_2和RbFe_2As_2在压力下的上临界场H_c ~ 2(T)的测量,我们观察到Pc上的(1/T_c)(-dH_c ~ 2/dT)有同样的两倍跃变,这是超导能隙结构突变的有力证据。我们认为,这种变化是由于从一个配对状态过渡到另一个,具有不同的对称性的两侧Pc。我们讨论了散射和配对之间可能存在的联系,以及在低压下受高Q散射青睐的d波状态改变为高压下受低Q散射青睐的s+对称状态的情况。
2015-02-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in a Two-Orbital Hubbard Model with Electron and Hole Fermi Pockets: Application in Iron Oxypnictide Superconductors
利用精确对角化方法研究了带分裂的一维二轨道哈伯德模型的电子态。计算了Luttinger液体参数$K_ρ$,得到了轨道内和轨道间库仑$U$和$U'$、Hund耦合$J$和对转移$J'$的超导相图.在这个模型中,当费米能级穿过上下轨道带时,会产生电子和空穴费米口袋。我们发现,该系统显示两种类型的SC相,SC \Roman{u'-large}的$U>U'$和SC \Roman{u-large}的$U<U'$,在广泛的参数范围内,包括弱和强关联制度。配对相关函数表明,SC \Roman{u'-large}(SC \Roman{u-large})的最主要配对是两个费米口袋之间的顺序参数的符号反转的位间(在位)轨道内自旋单线态。SC \Roman{u'-large}的结果与最近提出的铁氧铌酸盐超导体的符号反转s波配对是一致的。
2009-12-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Impurity effect on Bogoliubov Fermi surfaces: Analysis based on iron-based superconductors
该研究基于四方 FeSe 的 d 轨道紧束缚模型,引入时间反演破缺配对势并以 Born 近似处理 d 轨道局域杂质,证明杂质可增强 BFS 上的单粒子谱权重。
2023-04-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Origin of Orthorhombic Transition, Magnetic Transition, and Shear Modulus Softening in Iron Pnictide Superconductors: Analysis based on the Orbital Fluctuation Theory
铁磷属元素化物超导体的主要特征是:(i)伴随剪切模量显著软化的正交相转变,(ii)接近正交相的高Tc超导性,(iii)由正交性诱导的条形磁序。为了对它们给出统一的解释,我们基于轨道涨落理论分析了含铁离子光学声子的多轨道Hubbard-Holstein模型。在无规相位近似(RPA)中,小的电子-声子耦合常数($λ~ 0.2$)足以产生大的轨道(=电荷四极)涨落。最发散的磁化率是$O_{xz}$ -反铁四极(AFQ)磁化率,它导致了s波超导性而没有符号反转(s_{++} -波态)。同时,$O_{x2-y2}$ -铁四极(FQ)磁化率的发散发展是由相对于AFQ涨落的“双轨道过程”引起的,这在RPA中是不存在的。FQ涨落导致了$C_{66}$剪切模量的软化,其长程有序不仅引发了正交结构的转变,而且导致了条纹型反铁磁态的不稳定性.换句话说,由两个轨道组成的复合玻色子的凝聚引起了FQ级和结构跃迁。理论预测的多轨道临界性对铁磷属元素化物超导体的上述特性提供了统一的解释。
2011-07-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The minimum model for the iron-based superconductors
提出了一个单带$t$-$U$ - $J_1$ - $J_2$模型作为描述新发现的铁基超导体$R(O_{1-x}F_x)FeAs$和$RO_{1-x}FeAs$($R=La, Ce, Sm, Pr, Nd,Gd$)超导性的最小模型。用平均场方法,发现这种配对发生在d波通道中。在实际材料的似然参数范围内,通过降低温度,系统首先进入具有$D_{4h}$对称性的$d_{xy}$超导相,然后进入具有$C_{4h}$对称性的时间反演破缺$d_{xy}+id_{x^2-y^2}$超导相。
2008-05-06 cond-mat.supr-con
Microscopic theory of magnetic detwinning in iron-based superconductors with large-spin rare earths
铁基超导体中磁畴的去孪晶迄今为止只能通过机械应变来实现,机械应变显著地扰动了这些材料的基态。最近发现的超低磁场导致EuFe $_{2}$ As $_{2}$中的非机械解孪晶提供了一种完全不同的、非扰动的方式来实现相同的目标。然而,这种方法似乎是危险的,因为缺乏对磁驱动退孪晶的微观理解。具体而言,以下问题仍未得到解释:(i)$\sim$ 0.1 $\,$ T的第一去孪晶场的超低值,比BaFe $_{2}$ As $_{2}$低两个数量级,(ii)在$\sim$ 1 $\,$ T处优先畴取向的反转,以及在10 $-$ 15 $\,$ T以上低场取向的恢复。在本文中,我们提出,使用已发表的以及新测量的数据,一个完整的理论,定量地解释了所有的意见。该理论的关键成分是Fe和Eu自旋之间的双二次耦合,类似于驱动该材料家族中的π跃迁的Fe-Fe双二次耦合。
2017-12-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Change of pairing symmetry in the iron-based superconductor KFe2As2
铁基超导体中的配对机制是目前争论的主题。接近反铁磁相表明,配对是由自旋波动介导的,但轨道波动也被调用。前者通常倾向于扩展的s波对称的配对状态,具有改变电子和空穴费米表面之间的符号的间隙(s+-),而后者产生没有符号变化的标准s波状态(s++)。在这里,我们表明,施加压力KFe 2As 2诱导的配对状态的变化。临界温度Tc最初随压力降低,然后突然升高,高于临界压力Pc。霍尔系数通过Pc的恒定性排除了费米面的变化。有令人信服的证据表明,在Pc以下的配对状态是d波,在环境压力下的批量测量。在Pc以上,对无序的高度敏感性证明了一种特殊的s+态。从d波到s波的变化很可能是通过一个不寻常的s + id状态来进行的,这个状态打破了时间反演对称性。实验上发现的两个不同的配对状态的接近是自然的,因为理论上发现的d波和s+-状态的近简并性。这些发现为这种关键的铁砷化物材料的自旋涨落介导的超导性提供了令人信服的理由。
2013-07-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spontaneous Breakdown of Time-Reversal Symmetry Induced by Thermal Fluctuations
在具有破缺的$U(1)$对称性的系统中,例如超流体、超导体或磁体,对称性恢复由涡旋环形式的拓扑缺陷的扩散驱动。在这里,我们讨论,在某些系统中的拓扑缺陷的扩散,相比之下,会导致额外的对称性的崩溃。作为一个特殊的例子,我们证明,这种效果应该发生在$s+is$超导体,这是广泛讨论的铁基材料。在这些系统中,涡流激发可以产生波动的$Z_2$序参量的“气泡”。当温度升高时,涡旋的热激发导致$Z_2$时间反演对称性的破坏。
2015-05-05 cond-mat.supr-con
Contribution of Collective Excitations to Third Harmonic Generation in Multiband Superconductors: the case of MgB$_2$
多带超导体可以承载集体激发,与单带超导体相比有显著的不同。我们首先研究了干净的两带超导体中集体振幅涨落的谱,发现当带间耦合开启时,Higgs模的谱权迅速偏离单带情形的朴素扩展,然后利用这些结果对MgB $_2$中的非线性光学响应进行了批判性分析,为最近实验中明显矛盾的结果提供了解释,指向Leggett模式或两倍于较低间隙处的振幅波动的选择性相关性。通过使用精确的数值模拟和现实的无序估计,我们计算的准粒子,振幅和相位波动的非线性光学响应的相对贡献。我们发现,在低泵浦频率下,只有在两倍的谐振出现较小的间隙,由于BCS响应,而Leggett模式占主导地位,只有在一个狭窄的范围内的较高的泵浦频率匹配其低温值。我们的研究结果提供了一个新的视角的潜力,非线性太赫兹光谱检测集体模式在其他多频带系统,例如铁基超导体。
2022-07-01 cond-mat.supr-con
Nodal s$_\pm$ Pairing Symmetry in an Iron-Based Superconductor with only Hole Pockets
铁基超导体高温超导性的起源经过十多年的广泛研究仍然是一个谜。对对称性的确定对于理解超导机制是必不可少的。在布里渊区中心周围具有空穴袋和区角周围具有电子袋的铁基超导体中,通常认为配对对称性为s $_\pm$,从而赋予空穴袋和电子袋之间的超导能隙的符号变化。然而,对于只有空穴的铁基超导体,已经提出了几种配对方案,但确切的对称性仍然存在很大争议。在这里,我们报告我们的配对对称性的测定KFe $_2$作为$_2$,这是一个典型的铁基超导体的空穴袋周围的区域中心和周围的区域角落。利用超低温下的激光角分辨光电子能谱测量技术,精确地测量了超导带的超导能隙分布,确定了带中心和带角附近费米面上的能隙节点位置。完整的超导能隙结构,结合中子散射自旋共振的观察,提供了强有力的证据,s $_\pm$配对对称性的KFe $_2$ As $_2$与带中心周围的空穴袋和带角周围的空穴袋之间的间隙符号反转。这些结果统一了空穴掺杂铁基超导体中的配对对称性,并指出自旋涨落是产生超导性的配对粘合剂。
2022-12-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbital fluctuation theory in iron-based superconductors: s-wave superconductivity, structure transition, and impurity-induced nematic order
铁基超导体的主要特征是(i)正交相转变伴随着剪切模量的显著软化,(ii)接近正交相的高Tc超导性,以及(iii)在四方相的超导转变。本文从轨道涨落理论出发,考虑e-ph相互作用和库仑相互作用,给出了它们的统一解释。发现小的e-ph耦合常数($λ~ 0.2$)足以产生大的轨道(=电荷四极$O_{xz/yz}$)涨落,从而产生无符号反转的s波超导($s_{++}$波态)。由于两个动量相反的轨道形成束缚态,导出的轨道涨落也导致了结构转变的不稳定性,这被称为“双轨道过程”。此外,当轨道涨落较强时,得到了具有$C_2$对称性的杂质诱导非定域轨道序。这种“杂质诱导的双晶态”解释了去孪晶样品中电阻率的面内各向异性。我们强调,只有当相对于$O_{xz}$和$O_{yz}$电荷四极子的轨道涨落最发散时,(i)-(iii)才是可再现的。这一事实保证了本模型哈密顿量和计算的可靠性。
2012-03-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pairing State with a time-reversal symmetry breaking in FeAs based superconductors
研究了铁基超导体中扩展$s_{\pm}$波与$d_{x^2-y^2}$波对序参量之间的竞争。由于电子和空穴费米口袋之间的配对相互作用令人沮丧,时间反演对称性破缺$s+id$配对状态可能是有利的。我们在金兹伯格-朗道理论中分析了这种配对状态,并探索了实验结果。在这种状态下,空间不均匀性在非磁性杂质和正方形样品的角落附近诱导超导电流。通过$B_{1g}$ -拉曼光谱可以检测到$s_{\pm}$和$d_{x^2-y^2}$ -波序参量之间的共振模式。
2009-05-26 cond-mat.supr-con
Three-band s+- Eliashberg theory and the superconducting gaps of iron pnictides
在Eliashberg理论下,利用带间相互作用占主导地位的三带模型,空穴带和电子带之间的序参量发生了一次显著的反转(s ~+波对称),可以同时再现1111和122族超导磷属元素化物的实验临界温度和带隙值.高值的电子-玻色子耦合常数和小的典型玻色子能量(与实验一致)是必要的,以获得所有的间隙的值,并正确地再现其温度依赖性。
2009-04-28 cond-mat.supr-con
Impurity-induced bound states in iron-based superconductors with s-wave cos(kx)cos(ky) pairing symmetry
利用自洽的Bogoliubov-de Gennes公式和非自洽的T矩阵方法,我们对铁基超导体中局域单一杂质诱导的带隙束缚态进行了全面的研究.我们专注于研究签名与非常规的符号改变的s波配对对称性。对于非磁性杂质,由于符号变化引起的非平凡Andreev束缚态的存在,我们发现仅在符号变化的s波配对态中存在两个关于零能量对称的带隙束缚,而在符号不变的s波配对态中不存在.对于磁性杂质,我们发现,由于局部时间反演对称性的崩溃,只存在束缚态解(轨道简并)携带的电子自旋极化之一周围的杂质。随着散射强度的增加,系统经历了从自旋非极化基态到自旋极化态的量子相变(能级交叉)。虽然磁性杂质的结果在符号改变和符号不变的s波超导态中定性相似,但在第一种情况下的束缚态更鲁棒,并且在强散射区域中杂质附近的SC带隙没有$π$相移。
2009-08-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con