Doping induced spinless collective excitations of charge 2e in doped Mott insulators
基于掺杂莫特绝缘体的哈伯德模型描述,我们证明了在非超导态下,由于掺杂,必然存在电荷$2e$和能量$U-2μ$的无自旋集体激发,能量峰值在动量$(π/a,π/a)$。这种集体激发是由电子对关联引起的。它的存在与近似SU(2)粒子-空穴对称性的破缺有关,由此构造了新激发的有效场论。
2000-10-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Self-Consistent Renormalization Model of Mott Gap Collapse in the Cuprates
一个广义的反铁磁方法莫特过渡分析,特别强调电子掺杂的铜酸盐,电子相分离的证据是弱或不存在。通过自洽重整化纳入波动,从而得出一个“近反铁磁费米液体”的磁化率。计算对热点效应敏感。在接近最佳掺杂时,发现了近似电子-空穴对称的Mott能隙崩塌(量子临界点)。计算满足Mermin-Wagner定理(Neel跃迁仅在T=0时发生--除非包括层间耦合效应),平均场能隙和跃迁温度被赝能隙和起始温度所取代。由此产生的磁化率被用来计算的光电发射色散的掺杂依赖性,在良好的协议与实验。讨论层间耦合,掺杂依赖的$U$,并扩展到一个三带模型。
2003-08-23 cond-mat.supr-con
X-ray Irradiation-induced Carrier Doping Effects in Organic Dimer-Mott Insulators
我们报道了X射线辐照诱导载流子掺杂对有机二聚体-莫特绝缘体$κ$ -(ET)$_{2}$ $X$ with $X =$ Cu[N(CN)$_{2}$ ]Cl和Cu $_{2}$(CN)$_{3}$电导率的影响。对于$κ$ -(ET)$_{2}$ Cu[N(CN)$_{2}$ ]Cl,我们已经观察到在300 K的辐照下电阻率大幅度降低了40%,并且在50 K左右具有类似金属的温度依赖性。在供体分子位点处预期的辐照诱导的缺陷可能导致晶体中电荷转移的局部不平衡。这种分子缺陷导致载流子有效地掺杂到半填充的二聚体-莫特绝缘体中。
2007-10-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetically ordered Mott insulator and $d+id$ superconductivity in twisted bilayer graphene: A quantum Monte carlo study
利用精确量子蒙特卡罗方法,我们研究了最近在魔角石墨烯超晶格中发现的新的电子态。从哈伯德模型的双层蜂窝晶格与旋转角$θ=1.08^{\circ}$,我们发现,反铁磁有序莫特绝缘体出现超过一个临界$U_c$在半填充,并与少量的掺杂,与$d+id$对称性的配对在低温下占主导地位的其他配对。有效的$d+id$对相互作用随在位库仑相互作用的增加而显著增加,表明超导电性是由电子-电子关联驱动的。无偏数值计算结果表明,扭曲双层石墨烯具有与高温超导体相似的超导机制,为进一步研究强关联现象提供了一个新的理论平台.
2018-07-02 cond-mat.supr-con
The doping-driven evolution of the superconducting state of a doped Mott insulator: a key for the high temperature superconductivity
零掺杂的高温超导体可以看作是强关联的二维莫特绝缘体。对超导体和莫特绝缘体之间联系的理解击中了高温超导机制的核心。在本文中,我们研究了零温掺杂驱动的超导体向莫特绝缘体的演变,在一个二维的电子模型,相关的高温超导。为此,我们使用集群扩展的动力学平均场论。我们的研究结果表明,一个标准的(BCS)d波超导体,实现在高掺杂,驱动到莫特绝缘体通过一个中间态显示非标准的物理性质。通过恢复晶格的平移不变性,我们给出了这些发现在动量空间的解释。特别是,我们表明,在有限的掺杂一个强大的动量空间分化发生:非费米液体和绝缘类(pseudogap)字符上升在某些地区(反节点),而费米液体准粒子生存在其他地区(节点)的动量空间。我们描述的后果,这些发生的光谱特性,特别强调的行为的超导能隙,它揭示了两个不同的节点和反节点的能量尺度作为掺杂的函数。我们提出了一个描述的电子结构的演变,同时接近莫特过渡,并比较我们的结果与隧道实验,光电发射和磁输运铜酸盐材料。
2008-08-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Finite doping signatures of the Mott transition in the two-dimensional Hubbard model
对层状材料的实验要求研究短程自旋关联对莫特跃迁的影响。为此,我们用连续时间量子蒙特卡罗方法求解了格点上哈伯德模型的团簇动力学平均场方程。作为温度$T$、相互作用强度$U$和填充$n$的函数的正常状态相图揭示,当朝向绝缘体增加$n$时,在非零掺杂下存在两种金属之间的一级转变的表面。对于$T$,在临界终点线以上,散射率有一个最大值。
2010-02-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping of a One-Dimensional Mott Insulator: Photoemision and Optical Studies of Sr$_2$CuO$_{3+δ}$
利用角分辨光电子能谱和光学光谱研究了一维单链莫特绝缘体SrPDMATHABMM CuO $_{3}$在半填充和通过高氧压生长向链中掺杂少量额外电荷的情况下的光谱特性。氧掺杂减小了单粒子的禁带宽度,但没有达到金属态.电荷转移带的带宽随着掺杂而增加,而状态变得更窄,允许在掺杂系统中明确观察分离的自旋子和holon分支。掺杂后的光学带隙没有改变,表明化学势的移动,而不是相关间隙的减少是负责的光电能隙的明显减少。
2004-03-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Self-doping and the Mott-Kondo scenario for infinite-layer nickelate superconductors
本文简要回顾了最近发现的无限层镍酸盐超导体中的Mott-Kondo方案及其结果。我们认为母态是一个自掺杂的莫特绝缘体,并提出了一个有效的$t$ - $J$ - $K$模型来解释其低能特性。在小掺杂,该模型描述了一个低载流子密度的近藤系统与非相干近藤散射在有限的温度下,在良好的协议与实验观察的电阻率的对数温度依赖性。在增加Sr掺杂时,该模型预测了近藤效应的击穿,这提供了一个潜在的解释的非费米液体行为的电阻率与幂律缩放在很宽的温度范围内。在临界掺杂附近,由于近藤和海森堡超交换相互作用的竞争,非常规超导性经历了从无节点$(d+is)$波到节点$d$波的转变.不同的配对对称性的存在可能是支持最近的隧道测量。
2021-10-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anisotropic softening of collective charge modes in the vicinity of critical doping in a doped Mott insulator
动量分辨非弹性共振X射线散射被用来映射电子掺杂的莫特绝缘体类Nd $_{2-x}$ Ce $_x$ CuO $_4$中的电荷激发在大范围的能量、动量和掺杂水平上的演化。随着掺杂诱导的AFM-SC(反铁磁-超导)转变的接近,我们观察到一个各向异性软化的集体电荷模式在一个大的能量尺度上沿伽马(π,π)-方向,而模式表现出展宽($\sim$ 1 eV)与相对较小的软化沿伽马(π,0)相对于父莫特绝缘体(x=0)。我们的研究表明,一个系统的崩溃的间隙一致的情况下,该系统均匀掺杂电子,即使软化的模式涉及一个异常大的能量尺度。
2007-04-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mott localization in a pure stripe antiferromagnet Rb$_{1-δ}$Fe$_{1.5-σ}$S$_2$
本文报道了用中子衍射和角分辨光电子能谱相结合的方法对纯反铁磁条Rb $_{1-δ}$ Fe $_{1.5-σ}$ S $_2$的测量结果。对粉末样品的中子衍射实验表明,98 $\%$体积分数的样品处于菱形铁空位有序的反铁磁条纹相和Rb $_{0.66}$ Fe $_{1.36}$ S $_{2}$的细化成分中,而仅2 $\%$体积分数的样品处于$\sqrt{5}\times \sqrt{5}$铁空位有序的块体反铁磁相中。此外,单晶的中子衍射实验表明,只有一个单一的相的条纹反铁磁序与细化组成Rb $_{0.78}$ Fe $_{1.35}$ S $_2$,而与块反铁磁序相缺席。角分辨光电子能谱的测量结果表明,与纯条纹相相同的晶体上的电子结构的费米能级的间隙大于0.325 eV。这些数据共同表明,额外的10 $\%$铁空位,除了菱形铁空位顺序有效地阻止块反铁磁相的形成,数据还表明,条纹反铁磁相与菱形铁空位顺序是莫特绝缘体。
2015-08-24 cond-mat.supr-con
Doping evolution of the Mott-Hubbard landscape in infinite-layer nickelates
最近在Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$中观察到的超导电性提出了关于潜在电子结构层次的基本问题。计算表明,该系统属于莫特-哈伯德制度,而不是其他镍氧化物和超导铜酸盐的电荷转移配置。在这里,我们使用最先进的,局部分辨电子能量损失谱直接探测的Mott-Hubbard字符的Nd $_{1-x}$ Sr $_x$ NiO $_2$。掺杂后,我们观察到了类似于Zhang-Rice单线态的氧投射态的杂化,Nd 5 $d$态的改变,以及Ni 3 $d$杂化和填充的系统演化.这些结果清楚地证明了该系统的多频带性质和独特的电子景观无限层镍酸盐,尽管他们的形式相似的铜酸盐。
2020-05-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Controlled hole doping of a Mott insulator of ultracold fermionic atoms
考虑光晶格中的超冷原子系统,我们提出了一个简单而鲁棒的量子模拟器的实现,该模拟器适用于具有良好控制的空穴分数x的均匀t-J模型.该实验可以为铜氧化物超导体的物理研究提供有价值的见解。此外,将类似的方案应用于玻色子,可以让人们在实验上研究系统从一个量子相过渡到另一个量子相时不均匀性的微妙作用。
2010-07-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Can the Mott Insulator TiOCl be Metallized by Doping? A First-Principles Study
在密度泛函理论的框架下研究了Na在层状莫特绝缘体TiOCl中的嵌入效应。我们发现,该系统始终保持绝缘的所有研究的钠浓度,钠掺杂后的光谱重量的演变是一致的,最近的光电发射实验。我们预测的Na掺杂的超晶格结构,并表明,O的F,Cl的S,或Ti的V(或Sc),分别取代,未能metallized系统。我们提出了一个描述的多轨道离子哈伯德模型在准二维晶格和讨论的绝缘状态下掺杂的性质。最后,提出了掺杂金属化TiOCl的可能途径。
2010-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Monte Carlo study of an unconventional superconducting phase in Ir-oxide J_{eff}=1/2 Mott insulators induced by carrier doping
基于微观理论研究,我们表明,新的超导电性是由载流子掺杂在层状钙钛矿Ir氧化物中诱导的,其中强的自旋轨道耦合导致有效的总角动量J_{eff} =1/2莫特绝缘体。用变分蒙特卡罗方法,在正方晶格上的t_{2g}三轨道哈伯德模型的基态相图中发现了一个非常规超导态.这种超导状态的特征在于由J_{eff} =1/2 Kramers双重态形成的d_{x^2-y^2}波“赝自旋单线态”,因此包含t_{2g}电子的轨道间以及单线态和三线态分量。对于载流子掺杂的Sr_2IrO_4,发现只有电子掺杂才能稳定超导态,而空穴掺杂则不能稳定超导态。我们还研究了一个有效的单轨道哈伯德模型,讨论了它与高T_c铜氧化物超导体的相似性和多轨道效应。
2012-12-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mott Quantum Critical Points at finite doping
强关联材料通常会经历莫特金属-绝缘体转变,这是一阶的,作为控制参数(如压力)的函数。在掺杂后,我们发现了丰富的相图和竞争的不稳定性。然而,相互作用驱动的Mott转变和有限掺杂行为之间的概念联系与临界现象理论缺乏明确的联系。在一个典型的情况下,一阶莫特过渡的表面与状态方程的均匀系统是“折叠”,使在一个范围内的参数稳定的金属和绝缘相存在,并连接由一个不稳定的金属分支。在这里,我们表明,调整化学势的零温度状态方程逐渐展开。在一般条件下,我们发现,莫特转变演变成两种金属之间的一级转变,与相分离区结束在量子临界点(QCP)在有限的掺杂。这种情况在这里演示解决一个简单的多轨道哈伯德模型相关的铁基超导体,但它的起源-分裂的原子基态多重小的能量尺度,这里的洪德耦合-是更普遍的。一个强有力的类比与铜酸盐超导体跟踪。
2022-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the optical conductivity of Electron-Doped Cuprates I: Mott Physics
本文分析了电子掺杂铜氧化物的掺杂和温度效应。动能与掺杂的变化示出暗示的材料是近似的空穴掺杂材料的强相关。的光谱是适合准粒子散射模型,而该模型适合的光学数据,总的不一致与光电发射数据被发现,这意味着存在一个大的,强烈的掺杂依赖朗道参数。
2004-11-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Optical model-solution to the competition between a pseudogap phase and a Mott-gap phase in high-temperature cuprate superconductors
我们提出了一个理论框架的定量理解的全掺杂依赖的铜酸盐的光谱。根据实验观察,计算的光谱显示如何高能量莫特功能继续坚持在过掺杂制度,即使在中红外(MIR)峰起源于赝能隙已经崩溃的量子临界点。通过这种方式,我们调和了MIR峰和Mott峰的相反趋势,即随着掺杂的增加而在光谱中向相反方向移动。赝能隙和莫特能隙之间的竞争也导致掺杂后高能区光谱权重的快速损失。
2010-02-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping the holographic Mott insulator
莫特绝缘体的形成是因为强烈的电子排斥,是强关联电子物理学的核心。传统上,这些被理解为由短程纠缠产物基态描述的电子的经典“交通堵塞”。利用全息对偶,映射到引力黑洞物理的紧密纠缠的物质的物理,我们展示了如何莫特绝缘体可以构造离开纠缠的非费米液态金属状态,如铜氧化物超导体中发现的奇怪的金属。这些“纠缠莫特绝缘体“与“经典”莫特绝缘体具有共同的特性,如在光学电导率中形成莫特能隙,超交换类相互作用,以及掺杂时形成“条纹”。它们还表现出新的特性:有序波矢量与晶胞中的电子数无关,直流电阻率随温度的变化以代数方式而不是指数方式发散。这些结果可能揭示了在欠掺杂铜酸盐中观察到的神秘有序现象。
2018-06-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Fortuitous partners of antiferromagnetic and Mott states in spin-orbit-coupled Sr2IrO4: A study of Sr2Ir1-xMxO4 (M=Fe or Co)
Sr 2 IrO 4是典型的自旋-轨道耦合莫特绝缘体,在240 K以下具有反铁磁态。本文报道了我们对Sr_2 Ir_(1-x)Fe_xO_4(0<x<0.32)和Sr_2 Ir_(1-x)Co_xO_4(0<x<0.22)单晶的研究结果。Fe掺杂保留了反铁磁状态,但同时沉淀出一个新兴的金属状态,而Co掺杂导致反铁磁和莫特状态的快速崩溃,从而产生一个局限的金属状态,其特征在于一个显著的线性的基面电阻率高达700 K。结果表明,Sr 2 IrO 4中的Ir 4+(5d 5)离子分别被处于中间自旋态(S=1)的四价Fe 4+(3d 4)离子和处于高自旋态(S=5/2)的Co 4+(3d 5)离子取代。有效磁矩密切跟踪Néel温度作为掺杂的增加,这表明掺杂剂的自旋状态主要决定掺杂Sr 2 IrO 4的磁性。此外,包括电荷载流子密度(例如,1028/m3)、索末菲系数(例如,19 mJ/摩尔K2)和威尔逊比(例如,2.6),一致地证明了一个金属状态,这是强大的和高度相关的两个系统中,所产生的束缚态的渗透和结构扭曲的减弱。这项研究强烈表明,反铁磁和莫特状态只是在一个偶然的方式共存Sr 2 IrO 4。
2020-12-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbital-selective electronic modes induced by doping and originating from distinct spin excitations: an essential feature of orbital-selective Mott transition
Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science(物质纳米结构研究中心,日本国立物质材料研究所)
本研究通过掺杂Kanamori-Hubbard模型中的轨道简并反铁磁绝缘体,发现带隙内出现轨道选择性的电子模式,其源于不同自旋激发并构成轨道选择性莫特转变的本质特征。
2026-09-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Influence of Magnetism and Correlation on the Spectral Properties of Doped Mott Insulators
揭示掺杂诱导的莫特绝缘体和弱关联金属之间跃迁的本质对于理解强关联材料中的新涌现相至关重要。为此,我们利用Hubbard模型和t-J-like模型的团簇微扰理论,研究了掺杂Mott绝缘态后光谱性质的演化。具体地说,一个准自由色散跨越费米能级的发展与小掺杂,并最终演变成最主要的功能在高掺杂水平。虽然这种色散与自由电子跳跃有关,但我们的研究表明,这种光谱特征实际上内在地受到电子-电子相关和自旋交换相互作用的影响:相关性破坏相干性,而自旋和移动电荷之间的耦合使其在光电子能谱中恢复。由于相关性和自旋物理的持续影响,可以预期掺杂莫特绝缘体中会出现能隙或光谱函数中的高能异常。
2018-01-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
BaFe2Se2O as an Iron-Based Mott Insulator with Antiferromagnetic Order
合成了一种具有准二维FeSe_3O四面体阵列和正交结构的新化合物BaFe_2Se_2O。实验结果表明,该化合物是一种绝缘体,在240 K时发生反铁磁(AF)转变。能带结构计算表明,Fe在费米能级附近的3d能带变窄,导致磁性局域化和Mott绝缘行为。Fe原子之间的大距离可能是导致这些特征的原因。线性响应计算进一步表明强的面内AF交换$J$,这可以解释高于尼尔温度的增强的磁化率(在约450 K处具有最大值)。
2012-07-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic Evolution from the Parent Mott Insulator to a Superconductor in Lightly Hole-Doped Bi2Sr2CaCu2O8+delta
通过在莫特绝缘体中掺杂载流子实现了铜氧化物的高温超导性。一个中心问题是当引入载流子时,这种绝缘状态如何演变成导电或超导状态。在此,通过原位真空退火和Rb沉积在Bi2Sr2Ca0.6Dy0.4Cu2O8+ δ(Bi 2212)样品表面上,以将其掺杂水平从深度欠掺杂连续地推高,(Tc=25 K,掺杂水平p-0.066)到接近零掺杂的母体莫特绝缘体,角分辨光电子能谱测量进行观察的详细电子结构的演变轻空穴,第一次进入掺杂区。我们的结果表明,化学势位于约1 eV以上的电荷转移带的母态在零掺杂,这是非常接近的上哈伯德带。随着空穴掺杂量的增加,化学势不断向电荷转移带方向移动,能带结构演化呈现刚性的带移行为。当化学势接近电荷转移带时(掺杂浓度为-0.05),费米能级附近的节谱权重增大,出现准粒子相干峰和绝缘体-超导体跃迁。我们的观察提供了关键的见解,在理解绝缘体-超导体的过渡掺杂的母体铜酸盐化合物和建立相关的理论。
2020-08-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping a Mott Insulator: Physics of High Temperature Superconductivity
本文综述了从掺杂莫特绝缘体的角度理解高温超导体物理的努力。本文综述了铜氧化物的基本电子结构,强调了强关联物理,并以掺杂莫特绝缘体模型为出发点。各种实验进行了讨论,集中在该区域的相图接近的莫特绝缘体(欠掺杂区)的行为是最异常的。我们介绍了安德森的共振价键(RVB)的想法,并认为它给出了一个定性的数据。讨论了相位涨落的重要性,提出了由准粒子的相位涨落和热激发驱动的相变温度理论。然后,我们描述的投影波函数的数值方法,这原来是一个非常有用的技术来实现强相关约束,并导致了一些预测是与实验一致。本文的其余部分讨论了t-J模型的分析处理,目的是将RVB的想法置于更正式的基础上。奴隶玻色子的引入,以加强没有双重占领的约束。局部约束的实现自然导致规范理论。本文对规范理论在描述非掺杂莫特绝缘体的自旋液相中的作用作了相当深入的讨论。接下来我们描述SU(2)公式到非零掺杂的扩展。我们表明,包括规范涨落提供了一个合理的描述的赝隙相。
2004-10-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hole Dynamics in Two-Dimensional Antiferromagnetic Mott Insulators
在半填充二维哈伯德模型中,掺杂空穴的色散关系在布里渊区的(0,pi)和(pi,0)点附近遵循k^4定律.在加入对跳跃过程后,这种色散关系对k^2定律不稳定。以上是从16 X 16晶格上的单粒子谱函数A(k,ω)的T=0量子Monte计算得出的。我们讨论了有限掺杂,并认为增加的项恢复了电荷动力学的相干性,并将系统推向d_x^2 - y^2超导体。
1998-11-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Visualizing the evolution from the Mott insulator to a charge ordered insulator in lightly doped cuprates
高温铜氧化物超导体中的一个中心问题是电荷掺杂后母体莫特绝缘体的命运。在这里,我们使用扫描隧道显微镜调查的本地电子结构的轻掺杂铜酸盐在反铁磁绝缘制度。我们发现,掺杂的电荷诱导的光谱重量转移从高能量的哈伯德带的低能量的间隙状态。随着掺杂浓度的增加,费米能级出现V型态密度抑制,并伴随着棋盘电荷序的出现。新的STM观点揭示了这里是铜酸盐首先成为一个电荷有序的绝缘体掺杂。随后,进一步掺杂,费米面和高温超导性生长出来。
2015-08-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hidden Mott transition and large-$U$ superconductivity in the two-dimensional Hubbard model
本文用变分和格林函数蒙特卡罗方法研究了正方形晶格上的单带哈伯德模型,变分态在包含BCS配对和磁序的无关联波函数之上包含Jastrow关联和回流关联.在半填充,其中的基态是反铁磁有序的任何值的现场相互作用$U$,我们可以确定一个隐藏的临界点$U_{\rm Mott}$,在此之上的有限BCS配对是稳定的波函数。这一点的存在让人联想到顺磁扇区中的莫特跃迁,并决定了斯莱特绝缘体(在小的$U$值时)和莫特绝缘体(在大的$U$值时)之间的分离,在斯莱特绝缘体中,磁性诱导势能增益,而在莫特绝缘体中,磁性相关性驱动动能增益。最重要的是,$U_{\rm Mott}$的存在具有至关重要的后果时,掺杂的系统:我们观察到的倾向,只有当掺杂的斯莱特绝缘体,而该系统是均匀的掺杂的莫特绝缘体的相分离成一个空穴丰富和空穴贫乏的区域。在$U_{\rm Mott}$上方清楚地观察到超导关联,导致掺杂中的特征圆顶结构。此外,我们表明,由于存在一个有限的BCS配对以上$U_{\rm Mott}$的能量增益从潜在的动力学部门通过增加库仑排斥的值。
2016-11-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic correlations stabilize the antiferromagnetic Mott state in Cs$_3$C$_{60}$
Cs $_3$ A 15结构中的C $_{60}$在环境压力下是反铁磁体,与其他超导三价富勒烯形成对比。超导电性在压力下恢复,并达到该家族的最高临界温度。比较密度泛函计算与广义梯度近似的混合功能HSE,其中包括一个合适的组件的交换,我们建立的反铁磁状态的Cs $_3$ C $_{60}$是不是由于斯莱特机制,它是稳定的电子相关。HSE还再现了压力驱动的金属化。我们的研究结果证实了以前的分析表明,这种化合物的性质可以理解为电子相关性和Jahn-Teller电子-声子相互作用之间的相互作用的结果。
2012-04-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Generalizing the Cooper-Pair Instability to Doped Mott Insulators
铜氧化物在掺杂电子空穴后迅速成为超导体,表明基本的配对不稳定性。库珀机制将正常超导解释为费米液体状态的不稳定性,但高温超导体来自莫特绝缘体正常状态,而不是费米液体。我们发现,早熟对凝聚掺杂是一个自然的属性竞争的反铁磁性和d-波超导的单占据晶格,从而推广库珀不稳定性掺杂莫特绝缘体,具有重要意义的高温超导机制。
2008-10-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong pair-density-wave fluctuations in an exactly solvable doped Mott insulator
本研究通过求解包含配对相互作用的HK模型,揭示了在掺杂莫特绝缘体中低掺杂至临界掺杂范围内存在强对密度波涨落及超导不稳定性,为理解欠掺杂铜酸盐超导体物理提供了新视角。
2024-12-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergence of Quasiparticles in a Doped Mott Insulator
莫特绝缘体如何在掺杂后发展成为弱耦合金属是理解各种新兴相关现象的核心问题。为了分析这种演化及其与高$T_c$铜氧化物的联系,我们用超团簇微扰理论研究了掺杂哈伯德模型的单粒子谱。从极低的掺杂开始,我们确定了一个严重的重整化准粒子色散,立即发展整个费米能级,并在较高的结合能削弱极化子边带。准粒子光谱权重大致以低掺杂制度中的掺杂速率的两倍增长,但在最佳掺杂下该速率减半。在重掺杂制度,我们发现强的电子-空穴不对称性和持久存在的莫特光谱特征。最后,我们讨论了单带哈伯德模型描述角分辨光电子能谱(ARPES)测量的单层铜氧化物La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$($0 \le x \le 0.15$)的节谱的演变的适用性。这项工作基准的预测能力的哈伯德模型的高$T_c$铜酸盐的电子性质。
2020-11-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mott physics and first-order transition between two metals in the normal state phase diagram of the two-dimensional Hubbard model
对于处于正常状态的掺杂二维莫特绝缘体,挑战在于理解从高掺杂的常规金属到零掺杂的莫特绝缘体附近的强相关金属的演变。为此,我们采用元胞作为参考量子杂质模型,用连续时间量子Monte Carlo方法求解二维哈伯德模型的细胞动力学平均场方程。作为相互作用强度$U$、温度$T$和填充$n$的函数的正常状态相图表明,在朝向莫特绝缘体增加$n$时,在非零掺杂下两种金属之间存在一级跃迁的表面。该表面终止于起始于半满莫特临界点的有限温度临界线。与此过渡,有一个最大的散射率以及热力学签名。这些发现为高温超导体的正常态相图提供了一种新的设想。在这些系统中推测的临界性可能不是来自T=0的量子临界点,也不是来自长程有序相的接近,而是来自有限掺杂的两种金属之间的低温转变。因此,莫特物理学的影响远远超出了半填充。
2011-08-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Visualizing the emergence of the pseudogap state and the evolution to superconductivity in a lightly hole-doped Mott insulator
超导电性出现在空穴掺杂的铜氧化物反铁磁Mott态。尽管氧原子状态的变化似乎是最重要的,但由此产生的电子结构还不清楚。空穴掺杂首先破坏莫特态,产生弱绝缘体,其中电子仅在低温下局部化而没有完整的能隙。在较高的掺杂,“赝隙”,一个弱的导电状态与各向异性的能隙和90 \degree -旋转(C4 v)对称性的单元格内破坏出现。然而,这些现象的出现与孔密度增加的直接可视化从未实现。在这里,我们报告的电子结构演化的原子尺度成像从弱绝缘体通过出现的赝能隙的超导状态在Ca 2-xNaxCuO 2Cl 2。赝隙的光谱特征出现在最低的掺杂从弱绝缘,但C4 v-对称矩阵表现出独特的光谱形状。在略高的空穴密度,纳米级区域表现出赝能隙谱和180 \degree -旋转(C2 v)对称性形成单向集群内的C4 v-对称矩阵。因此,空穴掺杂通过局部空穴的纳米级簇的出现而进行,在所述局部空穴的纳米级簇内,对称性破缺的赝能隙状态被稳定。然后,在Ca 2-xNaxCuO 2Cl 2中存在基本的双组分电子结构11,直到C2 v对称团簇在较高掺杂下接触,并且出现长程超导性。
2012-05-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping dependence of the electron-doped cuprate superconductors from the antiferromagnetic properties of the Hubbard model
利用Kotliar-Ruckenstein从玻色子方法研究了电子掺杂铜氧化物超导体的$t$ - $t'$-$t''$ - $U$模型的反铁磁性质.由于包含自旋涨落的AF阶随掺杂的降低比Hartree-Fock理论中获得的快得多。在中间{ \it常数} $U$下,计算的光谱强度的掺杂演变令人满意地再现了实验结果,而不需要如前所述的强烈掺杂依赖的$U$。这可能会调和在最近的研究中提出的光电发射和光电导率的差异。
2005-07-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phases of Mott-Hubbard bilayers
给出了两个Mott-Hubbard平面在短程库仑排斥作用下相互作用的相图。考虑到等量的掺杂的情况下,空穴在一个层中的电子在其他的,一个holon-doublon层间激子的形成被证明是一个自然的结果库仑吸引。在临界掺杂$δ_c$以下,由于激子的形成,准粒子谱是带隙的和不相干的。自旋液体绝缘体(SLI)相,从而实现没有晶格挫折。临界值$δ_{c}$敏感地取决于层间相互作用强度。在$tJ$模型中,每一层都有d波配对,$δ_{c}$标志着SLI和d波超导体之间的交叉。SLI相,尽管是非超导和电荷间隙,仍然显示出类似于超流体的电磁响应,由于激子输运。在$tJ$模型中包括反铁磁有序引入了低掺杂的磁有序相,并将自旋液相推向更大的层间相互作用强度和更高的掺杂浓度。
2006-05-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping a moiré Mott Insulator: A t-J model study of twisted cuprates
我们从理论上研究扭曲的结构,其中每一层是由一个强相关的材料。特别是,我们研究了扭曲的t-J模型的铜氧化物多层膜内的从玻色子平均场论。这种处理包括小掺杂的Mott物理学和自一致地产生d波配对。此外,包括与Cu $d_{x^2-y^2}$轨道的对称性一致的正确的层间隧穿形状因子被证明对于相图是至关重要的。我们发现自发的时间反转(T)打破周围的扭曲角的$45^\circ$,虽然只有在一个狭窄的窗口的扭曲角。此外,得到的能隙很小,陈数为零,这意味着非拓扑超导体。然而,在较小的扭转角下,驱动层间电流可以导致带隙的拓扑相位。层间约瑟夫森结的能量-相位关系显示出显著的双库珀对隧穿,并在$45^o$附近占主导地位。的约瑟夫森临界电流和Shapiro步骤的扭曲角的依赖性是一致的,最近的实验。讨论了利用莫尔结构作为关联物理的探测器,特别是对密度波态的探测器。
2021-09-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mode-Coupling Model of Mott Gap Collapse in the Cuprates: Natural Phase Boundary for Quantum Critical Points
一个简单的反铁磁方法的莫特转变最近被证明是一个令人满意的解释莫特间隙崩溃与掺杂的光电子实验中观察到的电子掺杂的铜氧化物。在这里,这种方法以多种方式扩展。RPA,模式耦合(通过自洽重整化),(在有限的程度上)自洽玻恩近似计算进行比较,以评估热点波动和相互作用与自旋波的作用。当包含涨落时,计算满足Mermin-Wagner定理,并且平均场能隙和转变温度被赝能隙和起始温度代替。该模型与光发射色散和磁性对掺杂依赖性的实验非常一致。磁相终止于量子临界点(QCP),该QCP具有由热点物理学产生的自然相边界。由于所得到的T=0的反铁磁转变是由一个广义的斯通纳因子控制,一个anterior是由划分的斯通纳因子到一个材料依赖的部分,裸磁化率和相关依赖的部分,哈伯德U,这只依赖于弱掺杂。从相互作用的材料依赖部分,可以解释电子掺杂和空穴掺杂之间的显著差异,尽管QCP的掺杂近似对称。在空穴掺杂铜氧化物中的磁相关长度的较慢发散可能是更类似莫特物理的指示。
2003-12-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hall Effect in Doped Mott-Hubbard Insulator
本文对作为铜氧化物超导体原型的掺杂Mott-Hubbard绝缘体的霍尔效应进行了理论分析。我们考虑在DMFT近似下的标准哈伯德模型。作为一个典型的情况下,我们认为部分填充(空穴掺杂)较低的哈伯德带。计算了霍尔系数和霍尔数与掺杂的关系,并确定了霍尔效应改变其符号的载流子浓度值。我们得到了霍尔效应参数对温度的显著依赖性。定性地考虑了无序效应,并将理论结果与一些已知的YBCO和Nd-LSCO正常态霍尔数与掺杂关系的实验结果进行了比较,表明理论与实验符合得相当好。因此,哈伯德模型中获得的霍尔效应参数的掺杂依赖性可以被认为是量子临界点的流行模型的替代。
2022-11-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhanced nematic fluctuations near an antiferromagnetic Mott insulator and possible application to high-$T_{c}$ cuprates
基于对强欠掺杂铜氧化物超导体向列性的广泛实验观察,我们研究了在具有Néel型反铁磁序的莫特绝缘体附近存在增强的磁涨落的可能性.通过在正方晶格上对同时包含Cu- $d$和O-$p$轨道的有效模型进行强耦合展开,我们证明了$p$ -轨道的四极涨落不可避免地在$d$ -轨道的自旋之间产生双二次耦合.我们的经典蒙特卡罗模拟和大- $N$计算揭示的关键点是,双二次项有利于局部条纹状的磁涨落,这导致增强的磁化率,在由有效海森堡交换$J$确定的温度范围内开始。我们讨论的影响,这种类型的磁谱和轮廓可能的影响,我们的理解向列性的铜酸盐。
2019-04-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pb$_{10-x}$Cu$_x$(PO$_4$)$_6$O: a Mott or charge transfer insulator in need of further doping for (super)conductivity
本文回顾了LK-99超导研究现状,通过从头算紧束缚模型和动力学平均场理论表明其为莫特或电荷转移绝缘体,需额外电子或空穴掺杂才可能实现金属性和超导。
2023-08-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pair-Density Wave from Doping an Altermagnetic Mott Insulator
Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所);Kavli Institute for Theoretical Sciences and School of Quantum, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学量子科学学院与理论科学 Kavli 研究所)
研究通过大规模密度矩阵重整化群,在棋盘格t-J模型中研究掺杂反铁磁莫特绝缘体,绘制基态相图,发现从均匀d波超导到PDW态的转变及非常规波矢锁定,揭示对关联双尺度结构并分析,确定反铁磁性是有限动量超导的途径。
2026-08-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mott Transition in a Valence Bond Solid Insulator with a Triangular Lattice
研究了准二维自旋阻挫三角晶格Mott绝缘体EtMe $_3$ P[Pd(dmit)$_2$ ] $_2$在静水压力和磁场中的Mott跃迁.在压力-温度($P$ - $T$)相图中,发现低温下有价键固相与超导相和金属相相邻。相图的轮廓与具有反铁磁序的莫特绝缘体的相图的轮廓相同。与反铁磁莫特绝缘体相反,金属相的电阻率表现出反常的温度依赖性,$ρ= ρ_0 + A T^{2.5}$。
2007-12-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidences of Mott physics in iron pnictides from x-ray spectroscopy
X射线发射和吸收光谱共同使用作为快速探针,以确定作为一个功能的波动的本地磁矩在K-和Cr-空穴掺杂的BaFe 2 As 2掺杂的演变。增加与空穴掺杂的本地时刻被发现,支持理论的情况下,莫特绝缘状态,将实现半填充导带有一个影响,这些铁磷属元素化物的相图。
2016-07-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mott State and Quantum Critical Points in Rare-Earth Oxypnictides $RO_{1-x}F_xFeAs$ ($R=La, Sm, Nd, Pr, Ce$)
用{ \it ab initio} SGGA和SGGA+U密度泛函方法研究了新发现的RO $_{1-x}$ F $_x $ FeAs型铁基高温氧磷属元素超导体的磁相图,其中稀土元素R=La,Sm,Nd,Pr和Ce.我们发现未掺杂的LaOFeAs是一个莫特绝缘体时,通过SGGA+U的任何物理相关值的$U$的电子相关。根据SGGA导体,掺杂化合物在空穴掺杂浓度为$x_c$ =0.075(R=Nd、Pr)和电子掺杂浓度为$x_c$ =0.25(Ce)和0.6(Sm)时具有从反铁磁到非磁性状态的转变。在这些稀土oxypnictides超导因此出现在附近的磁量子临界点,电子相关性预计将发挥重要作用,因为附近的莫特绝缘状态在零掺杂。
2008-10-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tailoring the Superconductivity and Antiferromagnetic Order in SrFe2-xRhxAs2
通过在SrFe_2As_2中的Fe位掺杂Rh,当反铁磁(AF)序被抑制时,诱导超导电性。当掺杂量x = 0.25时,超导转变温度最高,约为22 K。结果表明,在低掺杂(x = 0.05)时,母相和样品的电阻率随掺杂量的增加而急剧下降,而在高掺杂(x = 0.1)时,电阻率随掺杂量的增加而上升。描绘了一个一般的相图,表现出与Co掺杂的相似性。关于在掺杂Co,Rh和Ir的接近的最大超导转变温度,我们认为,超导电性是密切相关的AF秩序的抑制,而不是电子-声子耦合。
2009-03-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Inhomogeneity in doped Mott insulator
我们引入了自然界中存在两类通用莫特绝缘体的概念。他们的区别在于他们对弱兴奋剂的反应。掺杂电荷在I型莫特绝缘体中形成团簇(即不均匀分布),而在II型莫特绝缘体中均匀分布。我们提出我们的意见的作用不均匀性在铜酸盐。
2002-08-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Direct Connection between Mott Insulator and d-Wave High-Temperature Superconductor Revealed by Continuous Evolution of Self-Energy Poles
铜氧化物的高温超导性是在母体莫特绝缘体中掺杂载流子后产生的。然而,这一公认的事实却没有一个微观的解释。在这里,我们表明,缺少的环节是在能量动量空间的自能极。它的不断演变与掺杂直接连接的莫特绝缘体和高温超导。我们通过数值研究非常小的掺杂区域接近莫特绝缘相的标准模型铜氧化物,二维哈伯德模型。我们首先确定两个相关的自能结构的莫特绝缘体;极产生莫特间隙和一个相对较宽的峰产生所谓的瀑布结构,这是另一个后果的强相关性存在于莫特绝缘体。我们接下来揭示了当系统掺杂载流子时,莫特能隙极或瀑布结构(能量更接近费米能级的特征)直接将其自身转变为具有相同能量和动量的另一个自能极。产生超导性的反常自能恰好同时产生于这个能量-动量点。由此产生的自能极,解释为产生于一个隐藏的费米子激发,不断演变后进一步掺杂,大大提高了超导性。在临界温度以上,相同的自能极在正常状态下产生赝能隙。因此,我们阐明了一个统一的莫特物理机制,固有的莫特绝缘体的自能结构直接产生的高温超导性和赝能隙。
2018-04-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hall effect in doped Mott insulator: DMFT-approximation
在动力学平均场论的框架下,分析了掺杂莫特绝缘体作为母体铜氧化物超导体的霍尔效应。我们考虑部分填充(空穴掺杂)的下哈伯德带和计算霍尔系数和霍尔数的依赖空穴掺杂,确定的临界浓度的霍尔系数的符号变化。注意到霍尔效应的显著温度依赖性。结果表明,在YBCO的正常状态下,霍尔数的浓度依赖性与实验结果吻合得很好。
2022-03-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Competing Orders and Superconductivity in the Doped Mott Insulator on the Shastry-Sutherland Lattice
在几何阻挫晶格上的量子反铁磁体通常允许有许多不寻常的顺磁基态。这些莫特绝缘体掺杂后的命运是一个重要的问题,可能会揭示一些光的高$T_c$铜酸盐的问题。我们采用t-J模型研究了Shastry-Sutherland晶格上掺杂的莫特绝缘体。从玻色子平均场论揭示了不同对称破缺态之间的强竞争。研究发现,在一定的掺杂范围内,存在着具有或不具有交错磁通或二聚化等对称性破缺序的超导相。我们的研究结果将直接关系到SrCu $_2$(BO $_3$)$_2$在未来的材料掺杂。
2003-10-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A numerical study of multi-soliton configurations in a doped antiferromagnetic Mott insulator
本文从第一性原理出发计算了二维正方晶格上自旋为1/2的反铁磁莫特绝缘体中多孤子组态的自洽Hartree-Fock能量。我们发现,最近邻库仑排斥稳定了一个区域的带电meron-antiseron涡旋孤子对的掺杂范围从0.05到0.4孔每网站的中间耦合3 < U/t <8。这种稳定是通过在平均场反铁磁(AFM)背景中产生“自旋通量”来介导的。在原子力显微镜的自旋通量背景下,被介子涡旋掩盖的空穴是带电玻色子。我们的静态Hartree-Fock计算提供了一个上限的能量有限密度的带电涡旋。这个上限低于相应的带电条纹配置的能量。一个有限密度的电荷携带的漩涡示出产生大量的未被占用的电子水平在莫特-哈伯德电荷转移间隙。这些水平导致实验观察到的光学吸收光谱中的显着带拖尾和宽的中红外带。在非常低的掺杂(低于0.05)下,掺杂电荷产生非常紧密结合的meron-antieron对或甚至孤立的常规自旋极化子,而对于非常高的掺杂(高于0.4),自旋背景本身变得不稳定以形成常规费米液体,并且自旋通量平均场在能量上是不利的。我们的研究结果指出,在中间耦合和中间掺杂浓度的量子液体的带电,玻色子,涡旋孤子的优势。
1999-03-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong coupling superconductivity, pseudogap and Mott transition
在材料中,超导性、赝能隙和莫特转变之间存在着复杂的相互作用,无论是带宽驱动还是掺杂驱动。层状有机导体和铜酸盐提供了两个主要的例子。我们提供了一个统一的观点,这种相互作用的二维哈伯德模型内的细胞动力学平均场理论的$2\times 2$ plaquette和使用连续时间量子蒙特卡罗方法作为杂质求解器。在半填充和有限掺杂时,靠近莫特绝缘体的金属正常态对d波超导性都是不稳定的。超导性可以破坏将赝能隙相与过掺杂金属分离的一阶跃迁,但正常态跃迁会在超导相的动力学性质上留下痕迹。例如,作为掺杂的函数,人们发现超导态密度的粒子-空穴不对称性的快速变化。在掺杂Mott绝缘体中,当存在正常态赝能隙时,动态平均场超导转变温度$T_c^d$不随序参量成比例。$T_c^d$对应于在隧穿实验中观察到的局部对形成温度,并且不同于赝能隙温度。
2012-08-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin dynamics in a doped-Mott-insulator superconductor
我们提出了一个系统的研究自旋动力学的超导基态,这本身是一个掺杂的莫特绝缘体,并可以正确地减少到反铁磁(AF)状态在半填充AF长程序(AFLRO)。这种掺杂的莫特绝缘体是由平均场论的t-J模型的相位串配方的基础上描述。我们表明,自旋波激发在AFLRO状态在半填充演变成共振类峰在超导状态,这是位于周围的AF波矢量在有限的能量。这种共振峰在动量空间中的宽度决定了自旋相关长度尺度,该尺度与掺杂浓度的平方根成反比,而在低掺杂时,共振峰的能量与掺杂浓度成线性比例。该理论的一个重要预言是,虽然在不同的掺杂浓度下满足总自旋和规则,但类共振峰的重量并不消失,而是在零掺杂极限下连续饱和到AFLRO的重量。除了低能量的共振峰,我们还表明,高能量的激发仍然跟踪自旋波的色散在动量空间中,贡献了显着的一部分,总自旋总和规则。本文还讨论了平均场论之外的涨落效应,它与类共振峰在能量空间中的展宽有关。特别是,我们讨论了自旋动力学的不可见性,指出它的可见性是密切相关的低能量波动低于共振峰。最后,我们研究层间耦合效应的自旋动力学作为掺杂的函数,通过考虑双层系统。
2005-02-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping evoluton of antiferromagnetic order and structural distortion in LaFeAsO$_{1-x}$F$_x$
我们利用中子散射研究了LaFeAsO $_{1-x}$ F $_{x}$中引入氟(F)诱导超导时的结构畸变和反铁磁(AFM)有序。在未掺杂状态下,LaFeAsO表现出结构畸变,在155 K下从四方晶系(空间群$P4/nmm$)转变为正交晶系(空间群$Cmma$),然后在137 K下转变为AFM有序。在体系中掺入氟后,体系的结构畸变温度逐渐降低,但在超导电性出现之前,长程原子力显微镜有序度受到抑制。因此,虽然这些铁oxypnictides的超导性可以生存在任何的四方晶系或斜方晶系的晶体结构,它直接竞争与静态AFM秩序。
2008-09-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dual vortex theory of doped Mott insulators
我们提出了一个一般的框架来描述通过在正方形晶格上掺杂顺磁莫特绝缘体而获得的量子相。非掺杂绝缘体的有效特征在于在正方形晶格空间群(PSG)下的各种场的投影变换。我们表明,PSG也施加强大的约束掺杂系统,并对超导态的涡旋和Bogoliubov准粒子激发的有效行动。这种作用也可以扩展到过渡到超固态或绝缘状态在非零掺杂。对于价键固体(VBS)绝缘体的情况下,我们表明,掺杂系统具有相同的PSG的密度等于电子库珀对的密度的基本玻色子。我们还讨论了通过掺杂“交错磁通”自旋液体状态获得的d波超导体的行动方面。
2006-12-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th