Superconducting materials classes: introduction and overview
J. E. Hirsch, M. B. Maple, F. Marsiglio
本文对这一特刊的内容进行了介绍和概述。讨论了32类超导材料，根据被认为产生超导性的机制，将其分为“常规”、“可能非常规”和“非常规”三类。
An introduction to and overview of the contents of this Special Issue are given. 32 classes of superconducting materials are discussed, grouped under the three categories "conventional", "possibly unconventional" and "unconventional" according to the mechanism believed to give rise to superconductivity.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Superconducting materials - a topical overview
介绍了超导材料的科学和技术现状。讨论了近25年来发现的各种超导材料的原子结构与超导机制的关系以及可能的应用。
Overview on the physics and materials of the new superconductor KxFe2-ySe2
自2008年初在铁磷属元素化物中发现高温超导性以来，已经发现了许多不同结构的铁基超导体，迄今为止的最高转变温度为57 K。到2010年底，又发现了另一种新的超导体，铁基硫属化合物K1-xFe 2-ySe 2。系统中电子的简单计数将导致系统是重电子过掺杂的（~ 0.4e/Fe）的结论。能带结构计算进一步支持了这一推测，并预测在铁磷属元素化物中发现的空穴袋可能丢失。这极大地挑战了人们普遍认为的超导配对是通过交换反铁磁自旋涨落建立的，并且电子分散在电子和空穴袋之间。后来，人们发现钾和铁可能都缺乏K1-xFe 2-ySe 2，产生相分离的图片。在这幅图中，超导相和反铁磁（AF）相可以在空间上分离成不同的区域。这进一步引起了人们对什么是真正的超导相、超导相和AF相之间的关系以及超导相的母态是什么的好奇心。我们提出了一个“蜘蛛网”模型的相分离，它可以解释的运输和磁性数据。在本文中，我们回顾了在这个快速发展的领域的研究现状，并列出了重要的和未解决的问题，为未来的研究前景。
Phase coherent transport in hybrid superconducting nanostructures
这篇文章是一个概述最近的实验和理论工作的相位相干混合纳米结构的运输，特别强调直流电传导。对多重散射理论和准经典方法进行了综述，并对两者进行了比较。相位相干传输的几个范例进行了讨论，包括零偏异常，再入和远程邻近效应，Andreev干涉仪和超导诱导电导抑制。
Theory of ac Josephson effect and noise in superconducting constrictions
本文综述了在电极中具有任意透明性和任意准粒子色散的约瑟夫森结中多次Andreev反射理论的最新发展。
In non-centrosymmetric superconductors, where the crystal structure lacks a centre of inversion, parity is no longer a good quantum number and an electronic antisymmetric spin-orbit coupling (ASOC) is allowed to exist by symmetry. If this ASOC is sufficiently large, it has profound consequences on the superconducting state. For example, it generally leads to a superconducting pairing state which is a mixture of spin-singlet and spin-triplet components. The possibility of such novel pairing states, as well as the potential for observing a variety of unusual behaviours, led to intensive theoreti…
Iron based superconductors: A brief overview
铁基超导体于2008年被发现。这一发现与T $_c$值高达56 K，产生了一个新的信念，在该领域的超导。在铜氧化物的高温超导性被发现之前，人们一直认为铜氧化物是高温超导材料的基本组成部分。这些铁基超导体不含Cu-O平面（某些材料甚至不含O）。在这篇评论中，我们认为这些铁磷属元素化物和硫属元素化物（FePn/Ch）超导体在费米表面有Fe电子，并且具有不寻常的费米学，可以随着掺杂而迅速变化。这可能导致与标准电子-声子耦合{ \it常规}超导体相比非常不同的正常态和超导态性质。大量的证据表明，尽管这些化合物的超导电性机制尚不清楚，但它们的超导性、磁性、轨道涨落是密切相关的，并且在这些材料中共存。电子比热、$\frac{2Δ}{k_B T_c}$比、相图、同位素效应、晶体结构及其与T $_c$的相关性是本文的主要内容。
An Overview of Josephson Junctions Based QPUs
本文基于量子原理对约瑟夫森结量子处理器进行概述，研究其扩展挑战、材料进展等，对比其他替代方案，介绍通往容错超导量子计算机的路线图及进展评估。
Van der Waals superconducting electronics: materials, devices and circuit integration
本文综述了范德瓦尔斯超导体在超导电子学中的应用，包括其材料特性、器件功能及电路集成的前景。
Crossovers between superconducting symmetry classes
本文研究了在磁场中，与两个具有相位差$π$的超导体耦合的金属小晶粒的平均态密度。用随机矩阵理论描述了晶粒中低能激发的谱，其对称性取决于磁场强度和与超导体的耦合。在极限情况下，实现了纯超导对称类。对于超导体的中间磁场或耦合，系统经历不同对称类之间的交叉。利用超对称σ模型，我们导出了A-C和CI-C对称性交叉区的平均态密度的精确表达式。
Overview of superconductivity in field-cooled magnetic materials
本文概述了场冷磁性材料中超导电性的最新机制，基于磁振子诱导超导和FeCr2S4超导态序列等已有结果，为寻找场冷超导材料提供理论依据。
Short review of the topical comprehension of the superconductor materials classes Cuprate High-Temperature Superconductors, other oxide superconductors, Iron-based Superconductors, Heavy-Fermion Superconductors, Nitride Superconductors, Organic and other Carbon-based Superconductors and Boride and Borocarbide Superconductors, featuring their present theoretical understanding and their aspects with respect to technical applications.
A perspective of superconductivity as multiband phenomena: Cuprate, iron and aromatic systems
给出了包括（a）高Tc铜酸盐，（b）铁基和（c）芳香族超导体的超导体类别的理论概述。重点放在所有三个类的多带性质，在多轨道的差异和它们的表现形式在电子结构和配对澄清。在此基础上，对今后的发展方向和前景进行了探讨。
Fifty years of Hubbard and Anderson lattice models: from magnetism to unconventional superconductivity - A brief overview
本文简要介绍了Hubbard和Anderson-lattice模型在高温重费米子超导解释中的重要性。在过去的二十年中，模型的应用提供了对相关费米子系统中成对态的解释，从而基本上扩展了它们早期的使用，以描述巡游磁性，波动价和金属-绝缘体转变。在第二部分中，我们也介绍了我们小组最近在非常规超导性方面所获得的一些新结果。还讨论了与实验的比较，但主要重点是基于动力学交换和/或近藤型相互作用与电子相关效应相结合的实空间配对机制内这些材料的超导性质的合理化。
Translation invariant topological superconductors on lattice
本文引入了四个Z_2拓扑指数zeta_k= 0，1（k=（0，0），（0，pi），（pi，0），（pi，pi）），它们刻画了16类具有平移对称性但可能破坏其它对称性的二维超导态。这16类超导态的区别在于它们在偶数对偶数、偶数对奇数、奇数对偶数和奇数对奇数晶格上的费米子的偶数/奇数。结果表明，即使对于相互作用系统，也存在16类拓扑超导态。对于非相互作用系统，我们发现zeta_k是基态中k=（0，0），（0，pi），（pi，0）或（pi，pi）轨道（mod 2）上的电子数.对于只有平移对称的3D超导态，有256种不同类型的拓扑超导体。
Dynamical universality classes of the superconducting phase transition
本文用有限温度Monte Carlo方法研究了涡旋表象中XY模型的动力学临界行为。第一个忽略磁场波动，对应于屏蔽的情况下，这应该是一个很好的近似在高$T_c$超导体（$κ\to \infty$），除了非常接近临界点。在这里，从线性电阻率的有限尺寸标度，我们发现涡旋运动的动力学临界指数是$z\approx 1.5$。第二个限制包括磁场波动的强屏蔽限制（$κ\to 0$）对应于真正的渐近倒置XY临界制度，在那里我们发现出乎意料的大值$z\approx 2.7$。我们比较这些结果，从耗散动力学的涡旋表示，与相应的模型在相位表示与传播（自旋波）模式的普遍性类。我们还讨论了无序的影响和我们的实验结果的相关性。
Scaling of the superconducting transition temperature in underdoped high-Tc cuprates with a pseudogap energy: Does this support the anyon model of their superfluidity?
在早期的工作中，我们一直关注的标度性质的某些类别的超导体，特别是与重费米子材料和五bcc过渡金属的BCS字符。这两类超导体都是三维的，但在这里我们只关心准二维的高Tc铜氧化物在其相图的欠掺杂区域。这部分相图的一个特征是赝能隙（pg）的存在。因此，我们建立我们的方法周围的假设，kB Tc / E_pg是关注的基本无量纲比，其中能量E_pg上面介绍的是赝能隙的测量。由于任意子分数统计适用于二维组件，我们期望分数统计参数允许费米-狄拉克和玻色-爱因斯坦统计分布函数之间的“插值”作为限制情况下发挥重要作用，在确定kB Tc / E_pg和实验数据进行了分析，记住这一点。
Theories of Superconducting Diode Effects
本文综述了超导二极管效应的各类理论实现机制，涵盖历史回顾、唯象金兹堡-朗道理论、非中心对称材料的微观实现，以及其他凝聚态系统的相关提议。
The study of topological classes and their associated edge states has been of ongoing interest. In one dimension, the standard platform of these studies has been the conventional Kitaev wire and its realizations. In this work, we study the edge states in coupled p-wave platforms in 1D, in the presence of experimentally relevant perturbations, like a Zeeman field and s-wave SC. Firstly, we show that the unperturbed coupled p-wave setup by itself can have two types of Majorana edge states, depending on the value of the effective onsite potential. We show that additional components like Zeeman fi…
A pivotal challenge posed by unconventional superconductors is to unravel how superconductivity emerges upon cooling from the generally complex normal state. Some of the most prominent unconventional superconductors are oxides: strontium titanate, strontium ruthenate, and the cuprates exhibit greatly different superconducting transition temperatures $T_c$, and although their respective superconducting pairing mechanisms remain unknown, they are thought to differ as well. Here we use nonlinear magnetic response, a probe that is uniquely sensitive to the superconducting precursor, to uncover rem…
High-temperature superconductivity and a wide variety of exotic superconducting states discovered in FeSe-based materials have been at the frontier of research on condensed matter physics over the past decade. Unique properties originating from the multiband electronic structure, strongly orbital-dependent phenomena, extremely small Fermi energy, electronic nematicity, and topological aspects give rise to many distinct and fascinating superconducting states. Here, we provide an overview of our current understanding of the superconductivity of {\it bulk} FeSe-based materials, focusing on FeSe a…
Symmetry breaking beyond a global U(1) phase is the key signature of unconventional superconductors. As prototypical strongly correlated materials, heavy-fermion metals provide ideal platforms for realizing unconventional superconductivity. In this article, we review heavy-fermion superconductivity, with a focus on those materials with multiple superconducting phases. In this context, we highlight the role of orbital-selective (matrix) pairing functions, which are defined as matrices in the space of effective orbital degrees of freedom such as electronic orbitals and sublattices as well as equ…
Odd-frequency superconductivity represents a truly unconventional ordered state which, in contrast to conventional superconductivity, exhibits pair correlations which are odd in relative time and, hence, inherently dynamical. In this review article we provide an overview of recent advances in the study of odd-frequency superconducting correlations in one-dimensional systems. In particular, we focus on recent developments in the study of nanowires with Rashba spin-orbit coupling and metallic edges of two-dimensional topological insulators in proximity to conventional superconductors. These syst…
Pseudogap, Superconducting Gap, and Fermi Arc in High-Tc Cuprates Revealed by Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
本文综述了高温铜氧化物超导体的角分辨光电子能谱（ARPES）研究，旨在阐明超导性、赝能隙和费米弧之间的关系。欠掺杂样品的ARPES研究表明，低于Tc的能隙偏离一个简单的d-波形的动量依赖性，这表明在超导状态下的多个能量尺度的共存。因此，引入了两种不同的能量尺度，即节点附近的能隙（以Δ_0为特征）和反节点区域中的能隙（以Δ ^* 为特征）。它们之间的二分法已被证明从材料，掺杂，和温度依赖的能隙。虽然在相同掺杂水平下的Δ T，max近似为材料无关的，但是Δ T，max的量值跟踪Δ T，max显示出强烈的材料依赖性。与节点附近的间隙相比，反节点间隙在Tc处不闭合，节点附近的间隙遵循更接近BCS样温度依赖性的东西。在费米弧的端点处定义了一个有效的超导能隙Delta_sc，它与各种材料的Tc成正比。
Majorana Fermions: The race continues
一个关键的概述，针对非专业观众，最近的努力，在固态设备中检测和操纵马约拉纳费米子。有人认为，半导体量子线的实验耦合到超导导线接近诱人的提示，但不是这些难以捉摸的粒子的明确证据。
Quantum critical point lying beneath the superconducting dome in iron-pnictides
量子临界点（QCP）是否位于超导穹顶之下一直是一个长期存在的问题，在许多非常规超导体中仍然没有解决，特别是铜酸盐，重费米子化合物和最近的铁磷属元素化物。QCP的存在可能提供一种理解的途径：它们异常的非费米液体性质的起源，非常规超导性和磁性或某种奇异秩序之间的微观共存，以及最终超导性本身的机制。等价取代的铁磷属元素化物BaFe $_2$（As $_{1-x}$ P $_x$）$_2$为量子临界性的研究提供了一个新的平台，为研究相图中电子性质的演化提供了一个独特的机会。最近在BaFe $_2$（As $_{1-x}$ P $_x$）$_2$中的实验首次提供了超导圆顶下存在二级量子相变的明确证据。
Predicting Unconventional High Temperature Superconductors in Trigonal Bipyramidal Coordinations
铜基和铁基超导体是两类基于3d过渡元素的非常规高温超导体。最近，出现了两个原则，即对应原理和磁选择配对规则，以统一它们的高温超导机制。这些原则强烈地调节电子结构，可以托管高Tc超导性。在这些原理的指导下，我们提出了由阳离子上具有d^7填充构型的阳离子-阴离子三角双锥配合物形成的高Tc超导候选物。它们的超导态被认为是由d+id配对对称所主导的。
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