Singlet-triplet mixed state in spin-orbital-parity coupled superconductors
针对中心对称超导体中单态-三重态配对混合效应不明确的问题,本研究发现自旋-轨道-宇称耦合可在拓扑能带反转附近诱导强配对混合,能解释实验观测的面内上临界场特性,并提出检测三重态配对的实验方案。
2024-11-02 cond-mat.supr-con
Anomalous Andreev bound state in non-centrosymmetric superconductors
本文研究了非中心对称超导体的边缘态,其中自旋单重态d波对通过自旋轨道耦合与自旋三重态p(或f)波对混合。对于dxy波配对,所获得的Andreev束缚态具有异常的色散相比,传统的螺旋边缘模式。一个独特的拓扑保护的时间反演不变量马约拉纳费米子出现在边缘。非中心对称超导结中的电荷电导反映了色散的反常结构,特别是时间反演不变的Majorana费米子表现为零偏压电导峰。
2010-07-19 cond-mat.supr-con
Superconductivity in non-centrosymmetric YPtBi under pressure
本文报道了非中心对称超导体YPtBi($T_c = 0.77$ K)的高压单晶研究。磁输运测量显示出弱的金属行为与载流子浓度$n \simeq 2.2 \times 10^{19}$ cm $^{-3}$。高至$p = 2.51$ GPa的电阻率测量结果表明压力促进了超导性。降低的上临界场$B_{c2}(T)$曲线塌陷到一条曲线上,其值超过了自旋单重态超导性的模型值。根据对非中心对称超导体的预测,$B_{c2}$数据指向超导序参量中的奇宇称分量。
2012-06-17 cond-mat.supr-con
Superconductivity and spin-orbit coupling in non-centrosymmetric materials: a review
在非中心对称的超导体中,晶体结构缺乏反转中心,宇称不再是一个好的量子数,电子反对称自旋轨道耦合(ASOC)被允许存在。如果这个ASOC足够大,它对超导态有深远的影响。例如,它通常导致超导配对状态,其是自旋单线态和自旋三线态组分的混合物。这种新的配对状态的可能性,以及观察各种不寻常行为的可能性,导致了深入的理论和实验研究。在这里,我们审查的超导系统缺乏反演对称性的实验和理论结果。首先,我们给出了一个概念概述的关键理论成果。然后,我们回顾了强相关和弱相关的块状材料,以及二维系统的实验性质。在这里,重点是评估ASOC的超导性能的影响和程度,有证据表明单重态-三重态混合。其次是更详细的概述非中心对称超导的理论方面。这包括ASOC对配对对称性和超导磁响应的影响,磁电效应,超导有限动量配对状态,以及非中心对称超导体显示拓扑超导性的潜力。
2016-09-19 cond-mat.supr-con
Surface density of states and topological edge states in non-centrosymmetric superconductors
研究了自旋单重态$d$波对与自旋三重态$p$(或$f)$波对)通过自旋轨道耦合混合的非中心对称超导体的Andreev束缚态(ABS)和表面态密度(SDOS).对于$d_{xy} + p$ -波配对,ABS表现为零能态。目前的ABS是一个马约拉纳边缘模式保持时间反演对称性。我们计算拓扑不变数,并讨论了相关的一个单一的马约拉纳边缘模式。在存在马约拉纳边缘模的情况下,SDOS强烈依赖于塞曼场的方向。
2010-11-09 cond-mat.supr-con
Large upper critical field in non-centrosymmetric superconductor Y2C3
我们用两种不同的方法确定非中心对称超导体$Y_2 C_3$的上临界场$μ_0 H_{c2}(T_c)$:体磁化强度M(T)和基于隧道二极管振荡器(TDO)的阻抗测量。发现零温下的上临界场达到30T,超过了弱耦合泡利顺磁极限。我们认为,在$Y_2 C_3$中观察到如此大的$μ_0 H_{c2}(0)$可以归因于自旋单重态和自旋三重态配对态的混合,这是由于反转对称性破缺的结果。
2011-01-17 cond-mat.supr-con
Effects of impurities in noncentrosymmetric superconductors
讨论了无序对非中心对称化合物超导性质的影响。弹性杂质散射,即使是标量杂质,导致一个强烈的各向异性混合的电子态的带分裂的自旋轨道耦合。我们着重计算了临界温度、上临界场和自旋磁化率。结果表明,杂质对临界温度的影响与多带中心对称超导体相似,特别是对各向同性单线态,Anderson定理成立。相反,标量杂质影响自旋磁化率的方式与中心对称超导体中的自旋轨道杂质相同。另一个奇特的特征是,在没有反转对称性的情况下,标量无序可以混合单线态和三线态配对通道。这导致了上临界场与传统中心对称情形下的Werthamer-Helfand-Hohenberg理论的预测之间的显著偏差。
2010-02-24 cond-mat.supr-con
Topological spin-current in non-centrosymmetric superconductors
研究了自旋三重态$(p_{x} \pm i p_{y})$波和自旋单重态s波对势相互混合的时间反演对称非中心对称超导体的自旋输运性质。当$(p_{x} \pm ip_{y})$ -波对势的振幅大于s-波对势的振幅时,超导态属于拓扑非平凡类,类似于量子自旋Hall系统,由此产生的螺旋边模作为Andreev束缚态受到拓扑保护.我们发现,由于螺旋边缘模的存在,入射角相关的自旋极化电流流经界面。在弱磁场下,角积分电流也是强自旋极化的。
2008-10-19 cond-mat.supr-con
Electronic Raman scattering in non-centrosymmetric superconductors
我们制定了一个理论,最近发现的非中心对称超导体在零温度下的清洁极限的电子(对破)拉曼响应的偏振依赖性。可能的应用包括CePt $_3$ Si和Li $_2$ Pd $_x$ Pt $_{3-x}$ B系统,它们反映了两类重要的自旋-轨道耦合。我们提供了这两个类的拉曼顶点的解析表达式,并计算了电子光谱的偏振依赖性。我们预测一个双峰结构和不同的幂律相对于未知的相对大小的单重态和三重态贡献的超导序参量,揭示了大量的各种各样的特征指纹的底层冷凝物。
2008-09-30 cond-mat.supr-con
Triplet Cooper Pair Formation by Anomalous Spin Fluctuations in Non-centrosymmetric Superconductors
本文提出了非中心对称超导体CePt_3Si和CeTSi_3(T=Rh,Ir)中自旋三重态Cooper配对的微观理论。反转对称性的缺乏导致新的反常自旋波动,除了稳定来自中心对称自旋波动的单线态部分之外,还稳定三线态部分。结果表明,这两部分具有相似的A_1型非平凡动量依赖关系。因此,混合的单重态-三重态能隙函数在费米面的两个面上都有偶然的线节点,这些节点作为温度的函数是稳定的。这种能隙函数解释了CePt_3Si和CeTSi_3超导体的显著特征。
2009-08-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological Crystalline Superconductivity in Locally Non-centrosymmetric Multilayer Superconductors
提出了局部非中心对称多层超导体中的拓扑晶体超导性。研究了自旋-单重态对相互作用通过自旋-轨道耦合诱导的奇宇称对密度波态。它示出的PDW状态是一个拓扑晶体SC保护的镜像对称性,虽然它是拓扑平凡的根据标准拓扑周期表的基础上的分类。通过对BdG哈密顿量的几何变换,直观地解释了镜像子扇区的拓扑性质。双层PDW态的一个子扇区简化为二维非中心对称SC,而三层PDW态的一个子扇区拓扑等价于无自旋p波SC.三层中的手征Majorana边缘模可以在自旋三重态通道中不存在库珀对和化学势调谐的情况下实现.
2015-07-23 cond-mat.supr-con
Quasiclassical theory of vortex states in locally non-centrosymmetric superconductors: application to CeRh$_{2}$As$_{2}$
Kyoto University(京都大学)
本文用准经典理论计算CeRh$_{2}$As$_{2}$双层超导体涡旋态局域态密度,发现不同配对对称性在涡旋核心峰结构中有清晰体现,为实验验证超导宇称转变提供途径。
2025-10-16 cond-mat.supr-con
Parity-Mixed Superconductivity in Locally Non-centrosymmetric System
本文研究了局域非中心对称系统中的宇称混合超导电性。在多层膜系统中,反演对称性的局部破坏会引起非均匀的Rashba自旋-轨道耦合。我们以前的研究表明,由于自旋轨道耦合,在自旋单重态多层超导体中,具有符号调制的序参量的对密度波(PDW)相是稳定的。在这封信中,我们表明,均匀的自旋三重态超导出现通过宇称混合的PDW相,考虑到弱相互作用的自旋三重态通道,这是我们以前的研究中被忽略。自旋三重态超导相是非幺正的,这是由于场诱导宇称混合。临界磁场的出现显着增加自旋三重态超导。我们计算了态密度,并分析了这个阶段的具体签名。
2013-11-19 cond-mat.supr-con
Unconventional superconductivity in weakly correlated, non-centrosymmetric $\rm{Mo_3Al_2C}$
电阻率、比热和NMR测量将非中心对称的$\rm Mo_3Al_2C$($β$型,空间群$P4_132$)分类为强耦合超导体,其中$T_c = 9$ ~K明显偏离BCS类行为。Hebbel-Slichter峰的缺失、自旋-晶格弛豫速率的幂律行为(来自$^{27}$ Al NMR)、比热的$T^3$温度依赖性和压力增强的$T_c$表明具有超导能隙的节状结构的非常规超导性。相对论DFT计算揭示了由于非对称自旋轨道耦合导致的简并电子带的分裂,有利于超导凝聚体中自旋单重态和自旋三重态组分的混合,在电子之间没有强相关性的情况下。
2010-07-02 cond-mat.supr-con
Modulated vortex states in Rashba non-centrosymmetric superconductors
通过假设单重态Cooper对并考虑顺磁和轨道缺陷,研究了在平行于基面的磁场作用下Rashba非中心对称超导体中出现的涡旋晶格结构.在${\tilde η}$为零的极限下,将出现具有垂直于场的调制的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)型涡旋晶格,其中${\tilde η}$是由费米能归一化的自旋-轨道耦合{ \it}。然而,随着${\tilde η}$的增加,这种状态往往会被另一种新的涡旋晶格所取代,这种新的涡旋晶格具有平行于由不存在反转对称性引起的螺旋相位调制的间隙振幅调制。从泡利极限和结构转变与$H_{c2}(T)$曲线的相关性本结果的差异进行了讨论可能的实验实现。
2008-12-03 cond-mat.supr-con
Evidence of nodal gap structure in the non-centrosymmetric superconductor Y2C3
用隧道二极管(TDO)共振振荡技术测量了非中心对称超导体Y $_{2} $ C $_{3}$的磁穿透深度$λ(T)$和上临界场$% μ_{0}H_{c2}(T_{c})$.我们发现,在极低温度($T\ll T_{c}$)下,穿透深度$λ(T)$及其对应的超流密度$ρ_{s}(T)$与温度呈线性关系,表明超导能隙中存在线节点.此外,上临界场$μ_{0}H_{c2}(T_{c})$在低温下呈现上升,具有相当高的$μ_{0}H_{c2}(0)$ $\simeq 29$ T值,其略微超过弱耦合泡利极限。我们讨论了这些非平凡的超导性质的可能起源,并认为在Y $_{2}$ C $_{3}$的节隙结构可能是由于没有反转对称性,这使得自旋单重态和自旋三重态的混合物。
2011-02-03 cond-mat.supr-con
Kinetic theory for response and transport in non-centrosymmetric superconductors
我们建立了清洁极限低温下非中心对称超导体的动力学理论。输运方程求解相当普遍的自旋和粒子-空穴(Nambu)空间进行第一个带基和第二个Bogoliubov变换的准粒子-准空穴相空间的变换。我们的结果是一个粒子-空穴对称、规范不变和电荷守恒的描述,在整个准经典区域都是有效的。我们计算了电流响应,比热容,和拉曼响应函数。对于拉曼的情况下,我们调查在这个框架内的电子(对断裂)拉曼响应最近发现的非中心对称超导体在零温度下的偏振依赖性。可能的应用包括CePt $_3$ Si和Li $_2$ Pd $_x$ Pt $_{3-x}$ B系统,它们反映了两类重要的自旋-轨道耦合。我们提供了这两个类的拉曼顶点的解析表达式,并计算了电子光谱的偏振依赖性。我们预测一个双峰结构和不同的幂律相对于未知的相对大小的单重态和三重态贡献的超导序参量,揭示了大量的各种各样的特征指纹的底层冷凝物。
2010-03-01 cond-mat.supr-con
Spin Susceptibility, Upper Critical Field and Disorder Effect in $j=\frac{3}{2}$ Superconductors with Singlet-Quintet Mixing
最近,在含$j=\frac{3}{2}$电子的超导材料中,理论上提出了一种新的配对态,即中心对称自旋轨道耦合导致的s波单重态和各向同性d波五重态的混合。本文基于Luttinger模型,推导了单重态-五重态混合态的零温自旋磁化率、零场临界温度附近的上临界场$T_c$和弱随机非磁无序下的临界温度的表达式.我们的研究揭示了以下特点的单线态五重态混合。(1)对于单重态-五重态混合态,如果只考虑中心对称的自旋轨道耦合,零温自旋极化率仍然为零,而当引入非中心对称的自旋轨道耦合时,零温自旋极化率将偏离零. (2)单重态-五重态混合可以帮助增强上临界场,因为它可以增加$T_c$。(3)虽然五重态通道通常被非磁性无序散射所抑制,但我们发现单重态和五重态通道之间的强混合有助于稳定五重态通道。因此,我们仍然发现一个相当大的五重态成分混合到单重态通道中存在弱随机非磁性障碍。我们的工作为今后单重态-五重态混合超导态的自旋磁化率和上临界场的实验提供了指导,并阐明了单重态-五重态混合对弱随机非磁无序的稳定性.
2018-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Proximity effect of time-reversal symmetry broken non-centrosymmetric superconductors
本文研究了时间反演对称性破缺的非中心对称超导体的邻近效应,通过扩展Tanaka-Nazarov边界条件至3D超导体,发现相位差对s+helical p-wave超导体的态密度和电导影响显著,而对s+chiral p-wave超导体影响较小,为确定配对势提供了重要依据。
2023-05-30 cond-mat.supr-con
Electronic structure and superconductivity of the non-centrosymmetric Sn$_4$As$_3$
在缺乏反转对称性的超导体中,库珀对波函数的空间部分具有降低的对称性,允许自旋单线态和自旋三线态库珀配对通道的混合,从而提供通向非平凡超导态的路径。具有非中心对称晶体结构和强自旋轨道耦合的材料是实现这些可能性的平台。在这里,我们报告的合成和表征的高品质晶体的锡$_4$作为$_3$,与非中心对称的单位晶胞($R3m$)。我们已经用一系列方法描述了正常态和超导态的特征。角分辨光电子能谱显示了一个多带费米表面和两个表面态的存在下,证实了密度泛函理论计算。比热测量揭示了$T_c\sim 1.14$ K的超导临界温度和$H_c\gtrsim 7$ mT的上临界磁场,这两个都证实了超低温扫描隧道显微镜和光谱。扫描隧道光谱显示了一个完全形成的超导带隙,与传统的$s$波超导性一致。
2020-06-29 cond-mat.supr-con
Spectroscopic evidence of multi-gap superconductivity in non-centrosymmetric AuBe
AuBe是一种手性的非中心对称超导体,其相变温度为$T_C$ $\simeq$ 3.25 K.在它的晶体结构中的破缺反转对称性使得AuBe在其超导序参量($Δ$)中具有混合的单重态-三重态配对对称性。这种可能性进行了研究,运输,热力学和μ子自旋旋转/弛豫实验AuBe。然而,迄今为止,使用直接光谱探针还没有解决这个问题。此外,在描述AuBe超导性的基础上的$μ$ SR实验报告较早存在一定的歧义。在这里,我们报告扫描隧道光谱(STS)AuBe下降到300 mK。我们发现了两个超导能隙的特征(分别为2 $Δ_1/k_{B}T_{C}$ = 4.37和2 $Δ_2/k_{B}T_{C}$ = 2.46),并且两个能隙都具有类似BCS的温度依赖性。我们还进行了能带结构计算,以确定不同的频带,可能会引起所观察到的两个间隙的超导AuBe。
2022-03-03 cond-mat.supr-con
Gate-tunable hallmarks of unconventional superconductivity in non-centrosymmetric nanowires
二维SrTiO 3基界面在非中心对称超导体中脱颖而出,这是由于它们与门可调Rashba自旋轨道耦合和多轨道电子占据的复杂相互作用,它们的组合在理论上预示了各种形式的非标准超导性。然而,迄今为止,通过相敏测量的令人信服的证明一直是难以捉摸的。在这里,通过采用纳米器件中的超导输运测量,我们提出了明确的实验证据,在LaAlO 3/SrTiO 3界面的非常规超导电性。中心的意见是大量的异常增强的临界电流的小磁场垂直于电子运动的平面,和相对于磁场方向的非对称响应。这些功能有一个独特的趋势,在静电门控的强度和符号,连同它们对温度和纳米线尺寸的依赖,不能容纳在一个典型的自旋单态超导的情况下。我们从理论上证明,实验观察的标志明确地表明约瑟夫森通道与符号差和固有相移共存。这些发现的特点建立了独立的组件的非常规配对的超导状态,由于反转对称性破缺的发生。这些结果为研究多轨道非中心对称超导和基于约瑟夫森的量子技术设备开辟了新的途径。
2021-04-01 cond-mat.supr-con
Time reversal invariant topological superconductivity in correlated non-centrosymmetric systems
利用泛函重整化群方法研究了DIII对称类中电子关联驱动时反不变拓扑超导性的有利条件。对于非中心对称系统,我们认为,接近铁磁(或小波矢磁)不稳定性可以作为一个指导方针,这种类型的超导性的搜索。这类似于在反铁磁不稳定性附近出现的单重态非常规超导。我们展示了三个具体的例子,铁磁类波动导致拓扑配对。
2012-01-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-centrosymmetric superconductors on honeycomb lattice
本文研究了蜂窝晶格上相关掺杂量子自旋霍尔绝缘体(QSHI)中的非中心对称拓扑超导性,在蜂窝晶格上没有反转对称性,本征(Kane-Mele)和Rashba自旋轨道耦合一般可以存在。我们探讨了模型系统的一般拓扑非平凡超导相图。在一定的参数空间上,发现了自旋单重态$d$ + $id$和自旋三重态$p$ + $ip$ -波配对共存的宇称混合超导态,在锯齿形纳米管上,宇称混合超导态的边缘是螺旋和手征Majorana费米子共存的状态.我们的实验结果的相关性进行了讨论。
2018-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theoretical aspects of Andreev spectroscopy and tunneling spectroscopy in non-centrosymmetric superconductors: a topical review
非常规超导体表面的超导谱已被证明是获得配对对称性信息的宝贵工具。在隧穿光谱中,中能隙Andreev束缚态表现为零偏压电导峰。零偏压电导峰是非平凡对势的特征,其在费米表面的不同区域上表现出不同的符号。在这里,我们回顾了最近的理论结果的Andreev束缚态附近的非中心对称超导体的界面和表面的频谱。本文介绍一种计算非中心对称超导体能谱的理论方案。然后,我们讨论了费米面上的自旋轨道矢量场与序参量对称性之间的相互作用。Andreev状态携带自旋超电流,并代表沿界面的螺旋边缘模式。我们研究了由此产生的边缘电流的拓扑性质。如果序参量的三重分量占主导地位,则存在螺旋边缘模式。另一方面,如果单重分量占主导地位,则不存在螺旋边缘模式。对于自旋相同的单重态和三重态序参量组分,发生量子相变。讨论了非中心对称超导体与正常金属之间的隧穿电导和Andreev点接触电导。
2010-01-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous Josephson Coupling and High-Harmonics in Non-Centrosymmetric Superconductors with $S$-wave Spin-Triplet Pairing
本研究针对具有$s$波自旋三重态配对的非中心对称超导体结的约瑟夫森效应展开,揭示自旋-轨道耦合与反演破缺引发的动量空间序参量织构可产生反常耦合、高次谐波及$φ$结,为超导轨道器件设计和氧化物界面超电流异常提供解释。
2023-06-19 cond-mat.supr-con
Light-induced switching between singlet and triplet superconducting states
针对拓扑三重配对超导实现难题,研究提出竞争超导序理论,通过定制光脉冲破缺反演对称性,可在常规单重态超导体中诱导三重态序参量振荡并实现超快态切换,为用光工程非传统电子相、实现拓扑超导提供非平衡新途径。
2024-03-07 cond-mat.supr-con
Zero-energy vortex bound states in noncentrosymmetric superconductors
本文研究非中心对称超导体涡旋核的束缚态。我们发现,尽管混合的单重态和三重态序参量,零能量状态生存在一定的参数空间内的一些手征p波状态的涡旋。
2010-04-22 cond-mat.supr-con
Mixed-parity superconductivity in centrosymmetric crystals
本文发展了中心对称晶体中同时具有单重态(偶宇称)和三重态(奇宇称)序参量分量超导态的弱耦合形式。结果表明,即使三重态分量是幺正的,准粒子能谱也可能是非简并的。混合宇称态的超导能隙在强自旋-轨道耦合极限下可能具有线节点。计算了超导电子所携带的赝自旋,由此预言了μ子自旋弛豫速率随温度变化的扭结反常。异常发生在裸三重态和混合宇称态之间的相界。在Ginzburg-Landau理论中讨论了混合宇称态的稳定性。这些结果对Pr(Os,Ru)_4Sb_(12)系列超导体有直接的应用价值。
2004-05-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Rashba spin-orbit coupling effects in quasiparticle interference of non-centrosymmetric superconductors
在玻恩近似下,利用T矩阵理论发展了具有Rashba自旋轨道耦合的非中心对称超导体的准粒子干涉理论。我们表明,定性的新效果的QPI图案起源于Rashba自旋轨道耦合:所产生的自旋相干因子导致一个明显的差异的电荷和自旋QPI和诱导自旋各向异性,即使在后者各向同性的磁性杂质散射。特别是一个交叉QPI出现描述自旋振荡模式由于直接相关的Rashba矢量的杂质散射。我们将我们的理论应用于NCS重费米子非常规超导体CePt $_3$ Si的二维模型,并讨论了由于其复合单重态-三重态性质而具有偶然节点线的能隙模型的新QPI特征。
2013-07-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Full t-matrix approach to quasiparticle interference in non-centrosymmetric superconductors
本文发展了具有Rashba自旋轨道耦合的非中心对称(NCS)超导体准粒子干涉(QPI)的全t矩阵理论。我们给出了一个封闭的解决方案的QPI光谱的任意组合和强度的杂质(Vc)和磁性(Vm)的散射势的集成正常和异常的格林函数。该理论被应用到一个现实的2D模型的Ce基131型重费米子超导体。我们讨论了QPI对频率、成分和散射强度的依赖性,并与玻恩近似结果进行了比较。我们表明,QPI图案是非常稳定的散射模型的变化,因此可以提供可靠的信息Rashba分裂费米表面片的属性,特别是在NCS超导体的混合单重态-三重态能隙函数的偶然节点位置。
2013-09-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Manifestation of helical edge states as zero-bias magneto-tunneling-conductance peaks in non-centrosymmetric superconductors
当负螺旋度带$Δ_-$中的对振幅PA小于正螺旋度带$Δ_+$中的对振幅PA时,非中心对称超导体(NCSS)的混合自旋单重态和三重态中存在螺旋边态,即,当三重态组分中的PA大于单重态组分中的PA时。我们用数值方法确定这些边缘态的能量作为$γ= Δ_-/Δ_+$的函数。这些边缘态的存在反映在从正常金属到NCSS的隧穿过程中,穿过偏置能量$eV$:(i)当偏置能量等于提供的可用准粒子边缘态能量$|eV| \lesssim Δ_-$时,遵循对称性$g_s(ϕ) =-g_s(-ϕ)$的角分辨自旋电导(SC)显示峰值。(ii)总SC,$G_s$,是零,但调制与$eV$有限磁场$H$。(iii)对于中度$H$,在有限$H$下,$G_s$和总电荷电导$G_c$的零偏压峰在有限$eV$下一分为二。(iv)在零偏压下,$G_c$和$G_s$随$H$增加,并在$|H|\sim γH_0$处显示峰值,其中$H_0$是特征场。
2009-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting state in the non-centrosymmetric Mg_{9.3}Ir_{19}B_{16.7} and Mg_{10.5}Ir_{19}B_{17.1} revealed by NMR
本文报道了非中心对称超导体Mg_{9.3}、Ir_{19}、B_{16.7}(T_c=5.8 K)和Mg_{10.5} Ir_{19}、B_{17.1}(T_c=4.8 K)的~(11)B NMR测量结果。自旋晶格弛豫速率和Knight位移表明Cooper对主要处于各向同性带隙的自旋单重态。然而,Mg_{10.5} Ir_{19} B_{17.1}被发现有更多的缺陷和自旋磁化率保持有限,即使在零温度极限。我们认为这是由于缺陷增强了自旋轨道耦合,产生了更多的自旋三重态分量。
2009-08-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional superconducting gap structure protected by space group symmetry
最近基于空间群对称性的超导能隙分类揭示了点群对称性所没有的非平凡能隙结构。首先,我们回顾了中心对称空间群范围内的安全保护线节点的全面分类。接下来,我们展示了一个额外的约束;非对称系统特有的线节点只出现在原始或正交基心布拉维晶格中。然后,我们列出了超导能隙结构的59个基心空间群的分类表。此外,我们的缺口分类揭示了$j_z$依赖的点节点(缺口开口)出现在3或6倍轴上,这意味着点节点的存在(不存在)取决于布洛赫态角动量$j_z$。我们建议,这种不寻常的间隙结构是实现在重费米子超导体UPt $_3$,使用群论分析和数值计算。计算结果表明,Bloch相位通过位置置换对$j_z$的有效轨道角动量有贡献.我们还讨论了MoS $_2$、SrPtAs、UBe $_{13}$和PrOs $_4$ Sb $_{12}$中的超导能隙结构。
2018-04-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Leggett modes and the Anderson-Higgs mechanism in superconductors without inversion symmetry
我们发展了一个非中心对称超导体中由超导序参量相位引起的集体模的微观规范不变理论。考虑到各种晶体的对称性,我们得到相应的规范模式$ω_{\rm G}({\bf q})$,并发现,特别是,新的Leggett模式$ω_{\rm L}({\bf q})$的特性是独特的非中心对称超导体。我们计算了它们的质量和色散,反映了潜在的自旋轨道耦合,从而三重态和单重态超导性之间的平衡同时发生。最后,我们证明了安德森-希格斯机制的作用:而远程库仑相互作用的位移$ω_{\rm G}({\bf q})$的冷凝等离子体模式$ω_{\rm P}({\bf q})$,它留下的质量$Λ_0$的新莱格特模式不受影响,只有轻微修改其色散。
2015-03-27 cond-mat.supr-con
Andreev reflection from non-centrosymmetric superconductors and Majorana bound state generation in half-metallic ferromagnets
本文研究了半金属与超导体界面上的Andreev反射。虽然在半金属中不存在少数载流子使得单线态Andreev反射不可能,但是自旋-轨道相互作用引起三线态Andreev反射,即,多数电子反射到多数空穴中,反之亦然。作为我们计算的一个应用,我们考虑一个薄的半金属膜或导线横向连接到超导接触。如果半金属是无无序的,则激发能隙打开,其与超导体中的自旋-轨道相互作用强度成比例。对于能量低于这个间隙的电子,横向半金属-超导体接触成为完美的三重Andreev反射器。我们表明,该系统支持本地化马约拉纳在此限制的最终状态。
2010-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting pairing symmetry on the extended Hubbard model in the presence of the Rashba-type spin-orbit coupling
为了研究非中心对称超导体中的对对称性,在无规相近似下,考虑Rashba型自旋轨道耦合(RSOC),求解了二维扩展哈伯德模型上的线性化Eliashberg方程.在RSOC的存在下,三种类型的配对对称性出现在相图相对于在现场库仑排斥U和离现场一个V。每一个配对对称性的混合物的自旋单重态和三重态的。在分析研究的基础上,发现自旋单重态和自旋三重态的混合不仅取决于主要的对对称性,而且还取决于色散关系和对相互作用。
2012-08-09 cond-mat.supr-con
Odd-Parity Spin-Triplet Superconductivity in Centrosymmetric Antiferromagnetic Metals
提出了一种在具有反转对称性的金属共线反铁磁体中实现奇宇称自旋三重态超导的途径。由于反么正对称性的存在,我们称之为有效时间反演对称性(eTRS),普通反铁磁金属的费米面通常是自旋简并的,自旋单重态配对是有利的。然而,通过引入一个局部反演对称性破缺微扰,也打破了eTRS,我们可以解除简并获得自旋极化费米表面。在弱耦合极限下,自旋极化的费米面约束电子形成奇宇称的自旋三重态库珀对。有趣的是,我们得到的所有奇宇称超导基态都具有非平凡的能带拓扑,表现为手征拓扑超导体、二阶拓扑超导体和节超导体。我们提出,层状双钙钛矿与共线反铁磁性,夹在传统的超导体,是有前途的候选系统,我们的理论思想可以应用。
2020-06-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic and lattice properties of non-centrosymmetric superconductors ThTSi (T = Co, Ir, Ni, and Pt)
本文对系列非中心对称超导体ThTSi(T = Co,Ni,Ir,Pt)的电子和晶格性质进行了理论研究。采用密度泛函理论优化了晶体的能带结构和晶体参数。自旋-轨道耦合导致电子能带和费米面的分裂,对于具有较重原子Ir和Pt的化合物观察到更强的效应。讨论了超导态中自旋单重态和自旋三重态配对的可能混合。用直接法得到了声子色散关系和声子态密度。在ThCoSi和ThIrSi中的色散曲线沿S-N-S 0线表现出低能量模式,具有软化和动力学不稳定的趋势。此外,我们还计算和分析了声子模对晶格热容的贡献。
2019-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting gap symmetry of the noncentrosymmetric superconductor W3Al2C
对新近发现的非中心对称超导体W $_3$ Al $_2$ C进行了详细的零场和横场μ子自旋弛豫/转动($μ$ SR)实验,以推测其超导基态.低于7.6 K的超导体的性质是通过磁化测量确认。在$T_c$上方和下方收集的$μ$ SR光谱中没有可见变化,排除了在$T_c$下方存在自发磁场的可能性。这证实了W $_3$ Al $_2$ C在进入超导基态时保持时间反演对称性。通过对横向场$μ$ SR实验的谱分析,得到了直接反映超导能隙对称性的温度相关超流密度[ $ρ_s(T)$ ]。尽管W $_3$ Al $_2$ C具有非中心对称的结构,但它采用了完全带隙的自旋单重态超导基态,零温度值为带隙$Δ_0$ = 1.158(8)meV,带隙与$T_c$之比为2 $Δ_0/k_BT_c\approx$ 3.54,将这种材料归类为弱耦合超导体。
2020-09-01 cond-mat.supr-con
s+if pairing in Ising superconductors
我们表明,在非中心对称伊辛超导体的面内塞曼场转换为等自旋三重态$if$对单$s$波库珀对,导致超出预期的伊辛自旋轨道耦合的临界跃迁线的增强。单重态到三重态的转换涉及由于塞曼场的自旋旋转引起的相变,并且具有几何原点。该讨论特别相关,但不限于单层过渡金属二硫属化物。
2019-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Classification of topological crystalline superconducting nodes on high-symmetry lines: Point nodes, line nodes, and Bogoliubov Fermi surfaces
超导能隙精确分类的最新进展阐明了各种非常规的能隙结构,这些结构是基于点群的序参量分类所不能预测的。其中一个重要的结果是,所有的保序线节点的特点是由非平凡的拓扑数。另一个有趣的发现是布里渊区中三重和六重旋转对称线上的正常布洛赫态的能隙结构取决于角动量$j_z$。受这些发现的刺激,我们分类的Bogoliubov-de Gennes哈密顿量在每个$\boldsymbol{k}$点上的高对称性$n$折叠($n = 2$,$3$,$4$,和$6$)轴的中心对称和顺磁超导体,通过使用群论和$K$理论的组合。这导致在穿过正常状态费米表面的轴上的所有晶体结构保护节点(包括$j_z$依赖节点)的分类。结果表明,群论分类与拓扑分类完全一致。在此基础上,讨论了SrPtAs,CeCoIn $_5$,UPt $_3$,UCoGe的超导带隙结构.
2019-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Singlet-Quintet Mixing in Spin-Orbit Coupled Superconductors with j=3/2 Fermions
在非中心对称超导体中,自旋-轨道耦合可以诱导出具有s波自旋单重态和p波自旋三重态通道的非常规超导态,从而产生各种奇异现象,包括各向异性上临界场、磁电效应、拓扑超导性等。在这项工作中,我们从理论上提出了一种新的类型的配对混合状态,即s-波自旋单态和d-波自旋五态通道的混合,可以诱导自旋轨道耦合,即使在存在反转对称性时,电子有效地携带“自旋3/2”在超导体中。作为单重态-五重态配对混合的物理结果,在该系统中发现了拓扑线超导性,并产生了平坦表面的Majorana带。我们的工作提供了一个可能的解释超导半Heusler化合物中观察到的非常规超导行为。
2018-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Multiband Superconductivity in the time reversal symmetry broken superconductor Re6Zr
我们报告的点接触Andreev反射(PCAR)测量的非中心对称超导体Re 6 Zr的高品质单晶。我们观察到PCAR谱可以用两个各向同性的超导能隙来拟合,能隙的能量分别为Δ_1 ~ 0.79meV和Δ_2 ~ 0.22meV,这表明至少有两个对超导电性有贡献的能带。结合从μ子自旋弛豫测量中观察到的超导转变处的时间反演对称性破缺(Phys. Rev. Lett. 112,107002(2014)),我们的结果暗示了这种化合物中的非常规超导秩序:打破时间反演对称性的多带单重态或由带间配对主导的三重态。
2017-04-20 cond-mat.supr-con
Muon spin rotation/relaxation measurements of the non-centrosymmetric superconductor Mg10Ir19B16
我们在非中心对称超导体Mg $_{10}$ Ir $_{19}$ B $_{16}$中通过零场μ子自旋弛豫寻找了时间反演对称性破缺场,并通过横向场μ子自旋旋转测量了超流密度的温度依赖性,研究了两个纯度明显不同的多晶样品中的超导配对对称性.在高纯度样品中,我们没有检测到大于0.05 G的时间反演对称性破缺场。超流密度也被发现是指数平坦的T $\to $ 0,因此可以拟合到一个单间隙BCS模型。相比之下,较低纯度的样品在低于T $_c$时显示出零场$μ$ SR弛豫速率的增加,对应于0.6 G的特征场强。虽然温度依赖性的超流密度也被发现是一致的单间隙BCS模型,T $\to $ 0的幅度被发现是低得多,对于一个给定的应用领域比在高纯度样品的情况下。这些结果表明,在高质量的Mg $_{10}$ Ir $_{19}$ B $_{16}$样品中占主导地位的对对称性对应于自旋单重态通道,而样品质量极大地影响该系统的超导性质。
2010-05-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Colossal orbital-Edelstein effect in non-centrosymmetric superconductors
本研究发现在非中心对称超导体中,超电流诱导的轨道磁化强度比自旋诱导的大一个数量级以上,产生巨轨道埃德尔斯坦效应,其符号可调且具有鲁棒性,为多轨道超导体磁电效应的检测提供了明确标志。
2025-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nodeless time-reversal symmetry breaking in the centrosymmetric superconductor Sc$_5$Co$_4$Si$_{10}$ probed by muon-spin spectroscopy
本文采用低温电阻率、磁化强度、热容、μ子自旋旋转和弛豫($μ$ SR)测量方法研究了Sc $_{5}$ Co $_{4}$ Si $_{10}$的超导性质。发现Sc $_{5}$ Co $_{4}$ Si $_{10}$ {具有Ⅱ型超导性,其超导转变温度为$T_\mathrm{C}= 3.5 (1)$,K.使用各向同性Bardeen-Cooper-Schrieffer型$s$ -波隙对称性与$2Δ/k_\mathrm{B}T_\mathrm{C} = 2.84(2)$,对从横向场$μ$ SR光谱获得的超流密度的温度依赖性进行了最佳建模。然而,零场μ子自旋弛豫不对称性揭示了$T_\mathrm{C}$以下的自发磁场的出现,表明时间反演对称性(TRS)在超导状态下被打破。虽然这种行为通常与非幺正或混合的单重态-三重态配对有关,但我们对金斯堡-朗道自由能的群论分析以及密度泛函理论计算表明,非常规机制是不太可能的。因此,我们假设TRS破缺可能通过传统的电子-声子过程发生。
2022-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional superconductivity in bilayer transition metal dichalcogenides
双层过渡金属二硫属化物(TMDs)是一类具有两个独特特征的材料,即自旋-谷-层耦合自由度和全局中心对称但局部非中心对称的晶体结构。在这项工作中,我们将表明,这两个功能的组合可以导致一个丰富的非常规的超导相图,包括层内和层间的单线态配对和层间的三线态配对,在双层超导TMD。特别地,我们预言了在面内磁场作用下双层TMD中可以存在非均匀的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov态。我们还讨论了我们的结果和可能的实验签名的实验相关性。
2016-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Induction of p-wave and d-wave order parameters in s-wave superconductors with light pulses
Nordita, Stockholm University, and KTH Royal Institute of Technology(诺尔迪塔,斯德哥尔摩大学,以及皇家理工学院);Department of Physics, University of Connecticut(康涅狄格大学物理系)
本文通过微波辐射在s波超导体中诱导p波和d波序参数,利用广义时间依赖Ginzburg-Landau模型实现超导态的局部操控。
2026-02-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fluctuation-Induced Magnetoelectric Effect in Noncentrosymmetric Superconductors
Iowa State University(爱荷华州立大学);Ames National Laboratory(艾姆斯国家实验室);University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);Kent State University(肯特州立大学)
研究非中心对称二维材料中超导涨落对自旋磁化率和NMR弛豫率的影响,发现涨落诱导的库珀对产生磁电效应,即使纯s波单态配对也能实现,与态密度抑制和量子干涉局域化效应竞争。
2026-06-26 cond-mat.supr-con
Renormalized quasiparticles, topological monopoles and superconducting line nodes in heavy fermion CeTX$_3$ compounds
非中心对称超导体最近引起了人们的广泛关注,因为缺乏反转对称性混合了自旋单重态和三重态配对态,这可能允许实现拓扑超导性。在这项工作中,我们研究了家庭的反转破CeTX $_3$重费米子超导体的电子性质,发现拓扑节点线以及狄拉克和Weyl点,这是重整化更接近费米能量的相关性。我们发现,外尔结线对正常态费米面自旋结构有着重要的影响,并导致超导相的线结。
2020-11-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interplay of Zeeman field, Rashba spin-orbit interaction, and superconductivity: spin susceptibility
Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院)
该研究提出了一种自洽理论,用于计算同时存在Zeeman场和Rashba SOC的超导体中自旋磁化率,分析了不同配对态下的磁化率行为及影响因素。
2026-02-24 cond-mat.supr-con
Introduction to superconductivity in metals without inversion center
本章简要介绍了晶体中无反转对称金属和超导体的一些基本情况。第一部分分析了非中心对称材料中存在的反对称自旋-轨道耦合所引起的一些正常态性质,并讨论了它们对de Haas-van Alphen效应的影响。对于超导相,我们引入了一个多带配方,自然产生由于自旋轨道耦合带的自旋分裂。然后,它将显示如何可以对称性分类的状态和它们的关系,在偶宇称自旋单重态和奇宇称自旋三重态配对状态的原始分类。本文导出了广义的Ginzburg-Landau泛函,并将其应用于磁场中的超导形核。它将被证明,磁电效应可以修改标准的顺磁限制行为急剧。
2009-05-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ising superconductors: Interplay of magnetic field, triplet channels, and disorder
本文研究了具有内禀伊辛自旋轨道耦合的非中心对称无序单分子膜在面内塞曼磁场作用下的超导不稳定性。配对相互作用包含晶体对称性所允许的通道,使得通常,配对状态是单线态和三线态库珀对的混合物。SOC和塞曼场的联合作用选择特定的面内$\mathbf{d}$ -矢量三重态分量与单重态耦合,通过耦合获得抗无序的鲁棒性。平面外的$\mathbf{d}$矢量分量,在干净的情况下是免疫的塞曼场和SOC被抹去的一个非常小的杂质散射率。我们制定的准经典理论的伊辛超导体和解决线性化的Eilenberger方程,以获得对断裂方程,确定塞曼场-温度依赖的连续超导转变。我们的讨论强调塞曼场,SOC和无序如何影响不同的超导序参量,我们展示了如何自旋场不可避免地诱导奇频配对关联。
2020-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con