Breakdown of the Migdal-Eliashberg theory in the strong-coupling adiabatic regime
鉴于最近关于顶点修正在电子-声子系统中的作用的一些工作,我们重新讨论Migdal-Eliashberg理论的有效性的一个重要问题。基于Holstein模型的解和耦合常数的逆展开,我们证明了对于任意的声子和费米能量之比,如果电子-声子耦合常数$λ$大于1,则Migdal和Eliashberg的标准Feynman-Dyson微扰理论无论有无顶点修正都不能适用.在Holstein模型的极端绝热极限中,当$λ$在0.5和1.3之间(取决于晶格维数)时,由于自发的对称性破缺,电子坍缩成自陷的小极化子或双极化子。随着声子频率的增加,该理论的适用范围缩小到较低的耦合常数值。
2001-02-10 cond-mat.supr-con
Superconductivity in two-band non-adiabatic systems
本文在非绝热线性近似下建立了强电子关联双带非绝热系统的超导理论。在假定弱电子-声子相互作用的条件下,得到了各能带的顶点函数和“相交”函数的解析表达式。本文导出了考虑电子-声子相互作用线相交图的格林函数质量算符(超越Migdal定理的框架),以及双带系统超导理论的主要方程。得到了超导转变温度Tc的解析公式,以及由于非绝热性和强电子关联效应而进入这些公式的量的重正化。研究了Tc和同位素效应系数对Migdal参数m的依赖性。重叠的费米表面上的能带的非绝热性的影响,在较低的转移动量的值示出,即使假设弱的电子-声子相互作用,以获得较高的值的Tc。
2006-04-27 cond-mat.supr-con
Full-bandwidth Eliashberg theory of superconductivity beyond Migdal's approximation
通过在电子自能中充分考虑第一顶点修正,我们求解了声子介导超导的各向异性、全带宽和非绝热Eliashberg方程.对于一个单带模型系统,在这里没有进一步的近似,数值求解非绝热方程。我们比较的结果,我们得到的绝热全带宽,以及费米面限制Eliashberg理论计算。我们发现,非绝热贡献的超导能隙可以是积极的,消极的或可以忽略不计,这取决于所考虑的系统的维数,非绝热的程度,和耦合强度。我们进一步研究了非绝热效应对相变温度和电子-声子耦合常数的影响。我们的处理强调了克服先前采用的近似方法在估计顶点修正对超导性的影响时的重要性,并开辟了一条系统研究高- $T_c$、平带和低载流子密度超导体等系统中的顶点修正效应的途径。
2020-07-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiadiabatic Phonons and Superconductivity in Eliashberg-McMillan Theory
标准的Eliashberg-McMillan超导理论基本上是基于绝热近似的.在非绝热甚至反绝热的情况下,当特征声子频率$Ω_0$足够大,即接近或超过费米能$E_F$时,我们用Eliashberg-McMillan方法给出了电子-声子相互作用的一些简单估计.讨论了Eliashberg-McMillan(配对)电子-声子耦合常数$λ$的一般定义,考虑了声子频率的有限值。我们发现电子的质量重整化一般由不同的耦合常数$\tildeλ$决定,它考虑了有限的导带宽度,并描述了从绝热区到强非绝热区的平滑过渡.在反绝热极限下,当$Ω_0\gg E_F$,微扰理论的新的小参数是$λ\frac{E_F}{Ω_0}\simλ\frac{D}{Ω_0}\ll 1$($D$是导带半宽)时,对电子谱的修正(质量重整化)变得无关紧要。但反绝热极限下的超导转变温度$T_c$仍由Eliashberg - McMillan耦合常数$λ$决定。我们详细考虑了离散的(光学)声子频率的模型。本文导出了超导转变温度$T_c$的一般表达式,它适用于其中一个(或几个)声子成为反绝热声子的情况。我们还分析了这些声子对库仑赝势$μ^{\star}$的贡献,并表明,反绝热声子不有助于Tolmachev的对数和它的值是由绝热声子的部分贡献。
2019-08-02 cond-mat.supr-con
Phonons, electronic charge response and electron-phonon interaction in the high-temperature superconductors
本文在线性响应理论的框架下研究了高温超导体(HTSC's)的声子色散、声子诱导电荷响应、电子-声子相互作用以及介电和红外特性。特别是实验观察到的强重整化的面内氧键伸缩模式(OBSM)出现在掺杂的高温超导的进行了讨论。它示出的特征软化,表示一个强大的EPI,是最有可能的一个通用的效果的CuO平面和驱动的非本地耦合的位移离子的本地化的电荷波动(CF的)在Cu和O离子。通过欠掺杂相的绝缘体-金属过渡过程中的OBSM的不同行为进行了计算,并从这些模式的比较中得出结论,在HTSC的电子状态。的欠掺杂状态建模的电荷响应,这是绝缘体在Cu和竞争的金属电荷响应在O-网络中的CuO平面。对于非铜氧化物的高温超导Ba-Bi-O也预测了一个强重整化的OBSM。用CF和各向异性偶极涨落计算了HTSC的C轴偏振红外模和拉曼激活模,研究了BiO面的金属性问题,研究了层间声子及其伴随的电荷响应。根据层间耦合的计算进行了从静态,绝热-非绝热region.It表明,声子等离子体激元混合和一个强大的长程非绝热EPI在一定范围内的c轴周围的区域变得明显。OBSM和非绝热耦合的c轴声子等离子体激元模式被发现是重要的配对在高温超导的。
2004-09-16 cond-mat.supr-con
Superconducting properties of doped blue phosphorene: Effects of non-adiabatic approach
利用第一性原理计算,考虑绝热和非绝热声子色散,研究了Kohn反常对单层蓝磷烯电子和空穴掺杂情况下超导性质的影响.我们表明,费米面的拓扑结构是至关重要的掺杂蓝色磷烯的科恩异常的形成。通过使用各向异性Eliashberg形式,我们进一步仔细考虑了非绝热声子色散的温度依赖性。在低空穴密度的情况下,强的电子-声子耦合导致超导的最大临界温度为$T_c=97$ K。另一方面,在电子掺杂状态中,在包括Lifshitz转变点的掺杂水平下达到$T_c=38$ K的最大超导临界温度。此外,我们的研究结果表明,电子-声子耦合的最突出的组成部分来自面内(面外)变形和电子(空穴)型掺杂的面内(面外)电子态之间的耦合。
2022-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Scalability of non-adiabatic effects in lithium-decorated graphene superconductor
分析揭示了锂修饰石墨烯(LiC $_{6}$)超导相内的非绝热效应如何缩放。基于Eliashberg形式主义,它表明,非绝热效应显着降低的基本超导参数在LiC $_{6}$和出现作为一个重要的压迫者所讨论的阶段。此外,nonadiabaticity被发现规模与超导电性的强度,成比例的声子能量尺度和相反的电子-声子耦合。这些发现部分地与其他理论研究相反,并表明LiC $_{6}$中的超导性比以前预期的更奇特。在此背景下,在LiC $_{6}$和兄弟材料中增强超导相的准则也被提出。
2023-01-31 cond-mat.supr-con
Adiabatic perturbation theory of nonequilibrium light-controlled superconductivity
最近的实验中,太赫兹(THz)光已被用来诱导非平衡超导状态,提出了一些有趣的基本问题。从理论上讲,这些实验通常是在Floquet形式主义中描述的,它受到许多众所周知的限制(例如Floquet加热)。替代方法依赖于大量的数值方法。本文将Kostantinov-Perel时间轮廓上的路径积分与绝热微扰理论相结合,发展了一个非平衡超导的分析理论[G. Rigolin,G. Ortiz和V.H. Ponce,Phys. Rev. A~{ \bf 78},052508(2008)]。我们考虑一个一般系统的电子和拉曼声子耦合的Fröhlich相互作用,在存在一个随时间变化的外部场的声子子系统上的行为。后者被认为是太赫兹光诱导激发的红外和拉曼声子之间的非线性相互作用的模型。假设外场对时间的依赖性很慢,我们导出了动态超导能隙的方程,计算了主导绝热项和第一非绝热修正。我们的非平衡公式可以数值求解,计算复杂性的最小增加相对于需要计算的超导能隙在平衡状态。
2018-10-01 cond-mat.supr-con
Polaron Mass and Electron-Phonon Correlations in the Holstein Model
Holstein分子晶体模型研究了强耦合微扰方法,与标准的Lang-Firsov方法不同,该方法考虑了极化子尺寸扩展引起的延迟效应。计算的有效质量的第二微扰阶在任何晶格维数为广泛的(反)绝热制度和电子-声子耦合。从一个大的到一个小的极化子状态的交叉被发现在绝热和中间绝热制度的所有维度。声子色散在很大程度上平滑了这种交叉,这是由极化子质量增强和现场本地化的关联函数。自陷的概念与光极化子的存在条件,主要是在二维和三维,进行了讨论。通过虚时间路径积分形式主义,我展示了如何非本地的电子-声子的相关性,由于色散声子,向下重整化的{ \it e-ph}耦合证明光和基本上小的2D Holstein极化子的可能性。
2009-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electron-phonon vertex correction effect in superconducting H3S
Binghamton University-SUNY(宾汉姆顿大学);Tohoku University(东北大学)
研究H3S中电子-声子顶点修正对超导性质的影响,发现其显著提升临界温度预测精度,而对Pb影响较小。
2025-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.comp-ph
Non-adiabatic effects of superconductor silane under high pressure
在标准Eliashberg理论中引入顶点修正对非绝热效应的研究表明,在强顶点修正的情况下,高声子频率不利于超导电性。这意味着,如果非绝热效应很强,则很难在轻元素化合物中找到高转变温度的超导体。非绝热效应和库仑作用的相互作用使硅烷超导体的转变温度不像标准Eliashberg理论预测的那么高。
2010-08-17 cond-mat.supr-con
Dynamical renormalization of electron-phonon coupling in conventional superconductors
绝热玻恩-奥本海默近似被认为是一种非常稳健的方法,很少出现故障。因此,它主要用于解决凝聚态物理中的各种电子-声子性质。通过结合多体微扰和密度泛函理论,我们证明了动力学(非绝热)的影响,在估计各种散装和二维材料的超导性能的重要性。除了预期的长波长非绝热效应,我们发现了相当大的非绝热Kohn异常远离布里渊区中心的材料具有较强的谷间电子-声子散射。与绝热结果相比,这些动力学声子反常能显著地改变电子-声子耦合强度$λ$和超导转变温度$T_c$。此外,$λ$的动力学诱导的修改有很强的影响,其中可能是最有趣的是重新调整的低温和低频制度的散射时间$1/τ$从约$T^3$到约$T^2$,类似于费米液体的电子-电子散射的结果。我们的目标是指出这些非绝热效应的潜在影响,并重新建立其关键作用的电子-声子性质的计算估计。
2023-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Signatures of non-adiabatic superconductivity in lithium-decorated graphene
最近的实验研究证实,通过锂沉积可以在石墨烯中诱导长期寻找的常规超导相。然而,如由Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理论所定义的,其中假设的锂修饰的石墨烯(LiC $_{6}$)超导体的正则特性由于该材料中的中等电子-声子耦合常数和低费米能量而不明确。在这里,这个问题是解决内Migdal-Eliashberg形式主义和超越它通过一阶电子-声子顶点校正,占潜在的关键作用,迄今尚未捕获。进行的分析产生类似的金属超导体的转变温度值在以前的研究($T_{C} \sim 6$ K),但为较弱的退配对电子相关,在非绝热制度的幅度接近Morel-Anderson模型的预测。此外,配对间隙和逆温度的特征比被发现显着超过BCS理论的估计。结果表明,LiC $_{6}$的超导态可能具有非正则性,这主要受非绝热效应和滞止效应的影响。此外,所讨论的相出现作为一个重要的案例研究,这表明,其他二维六方结构的超导体可能表现出类似的非正则行为的LiC $_{6}$。
2019-04-05 cond-mat.supr-con
Antiadiabatic phonons, Coulomb pseudopotential and superconductivity in Eliashberg - McMillan theory
在离散声子频率模型下,用Eliashberg-McMillan方法研究了反绝热声子对超导转变温度的影响。本文提出了一个超导转变温度的一般表达式$T_c$,它适用于一个(或几个)声子成为反绝热声子的情况。我们研究了这些声子对库仑赝势$μ^{\star}$的贡献。结果表明,反绝热声子对托尔马切夫对数没有贡献,其值仅由绝热声子的部分贡献决定。得到的结果进行了讨论的背景下,异常高的超导转变温度的FeSe单层STO的问题。
2018-12-11 cond-mat.supr-con
Anomalous electron-phonon coupling probed on the surface of ZrB$_{12}$ superconductor
在10.5kbar的静水压下测量了十二硼化锆$_{12}$超导体($T_c\simeq6.0$ K at $p=0$)的磁化强度。观察到负压对具有${\rm d} T_c/{\rm d} p =-0.0225(3)$ K/kbar的$T_c$的影响。电子-声子耦合常数$λ_{el-ph}$随着压力的增加而减小,为${\rm d}\lnλ_{el-ph}/{\rm d}p\simeq-0.20$ %/kbar。磁场穿透深度$λ$是在迈斯纳状态下研究的,因此仅探测样品的表面。在常压和零温下,$λ$和超导能隙的绝对值分别为$λ(0)=$ 140(30)nm和$Δ_0=$ 1.251(9)meV。$Δ_0$与$T_c$呈线性比例,即$2Δ_0/k_BT_c=4.79(1)$。对$λ$的压力效应的研究表明,$λ^{-2}$随压力增加而增加,增加量为${\rm d}\lnλ^{-2}(0)/{\rm d}p=0.60(23)$ %/kbar。这种效应不能在传统的绝热电子-声子配对的框架内解释,这表明在靠近表面处,发生了电子-声子耦合的非常规{ \it非绝热}特性。
2005-07-01 cond-mat.supr-con
Superconductivity in Noncentrosymmetric NbReSi: Beyond Harmonic and Adiabatic Limits
Laboratory for Physical Sciences, University of Maryland(马里兰大学物理科学实验室);Department of Physics, Virginia Tech(弗吉尼亚理工大学物理系)
本研究通过第一性原理计算揭示非中心对称超导体NbReSi的超导机制,发现谐波理论高估Tc,需引入非谐波效应和顶点修正才能与实验吻合。
2026-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Advanced control with a Cooper-pair box: stimulated Raman adiabatic passage and Fock-state generation in a nanomechanical resonator
在超导纳米电路领域的快速实验进展引起了对这些宏观相干系统的先进量子控制技术的越来越多的追求。在这里,我们从理论上证明,受激拉曼绝热通道(STIRAP)应该是可能的量子设置的库珀对盒。该方案对退相干具有鲁棒性,即使在现有技术下也应该是可实现的。作为应用,我们提出了一种方法,产生单声子态的纳米机械谐振器的真空激励绝热通道与超导纳米电路耦合到谐振器。
2005-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph