Evolution from an acoustic-plasmon-mediated superconductivity to an acoustic-phonon-mediated superconductivity in bilayers
University of Maryland(马里兰大学)
研究双层系统中从声子-等离子体介导超导到声子介导超导的演化,采用埃利亚什贝格理论,通过研究随HL质量增加时$T_c$的变化来探索转变,还研究了任意质量比下的非绝热效应并给出$T_c$与频率截止的函数关系。
2026-07-14 cond-mat.supr-con
Superconductivity from phonon-mediated retardation in a single-flavor metal
University of Maryland(马里兰大学);University of Washington(华盛顿大学)
研究单味金属中声子介导配对,发现无贝里曲率时p波超导可由延迟效应产生,能隙函数有频率符号变化,临界温度遵循BCS标度,贝里曲率稳定手性p波超导并诱导高角动量配对转变,为单味系统超导配对提供新机制。
2026-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Does the isotope effect of mercury support the BCS theory?
本文对常规单原子超导体(Hg)的同位素效应实验结果进行了重新检验。结果表明,汞的同位素系数可以偏离声子介导BCS配对理论的标准值$α=0.5$。根据已报道的各种汞同位素的实验结果,在数值上发现了一个巨大的同位素效应($α=2.896$)。这一研究表明,传统的BCS理论的有效性不能通过同位素效应来验证。
2011-02-07 cond-mat.supr-con
Polarization-resolved terahertz third-harmonic generation in a superconductor NbN: dominance of Higgs mode beyond the BCS approximation
时域太赫兹(THz)光谱学的最新进展揭示了在s波超导体中,由集体Higgs振幅模介导的共振增强的强THz三次谐波产生(THG),其中电荷密度涨落(CDF)也被证明对非线性三阶极化率有贡献。理论上已经提出,Higgs和CDF的非线性响应表现出本质上不同的偏振依赖性。在这里,我们实验区分两个贡献的偏振分辨强太赫兹透射光谱的单晶氮化铌薄膜。结果表明,透射光中的共振三倍频总是出现在与入射光偏振方向平行的方向上,与晶轴无关。当我们比较这与理论计算在这里与BCS近似和动力学平均场论的NbN模型的第一性原理,实验结果强烈表明,Higgs模式,而不是CDF主导的NbN的三倍频共振。一个可能的机制,如声子介导的配对相互作用超越BCS的延迟效应进行了讨论。
2017-03-09 cond-mat.supr-con
Efficient Prediction of Time- and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy Measurements on a Non-Equilibrium BCS Superconductor
我们研究如何时间和角度分辨光电子能谱(tr-ARPES)揭示BCS型,s波超导系统随时间变化的序参量的动力学。近似的方法进行了讨论,根据以前的方法,无论是光学电导率或量子点运输,以使计算有效的预测光电发射光谱。这样的预测的一个用途是,使提取的基本序参量动力学的实验数据,这是局部的快速增长的使用tr-ARPES在研究非常规超导。所考虑的方法模型的两个时间较小的格林函数与近似较小的自我能量,描述松弛耦合系统的两种类型的浴。这里主要使用的方法也考虑到放松的激发态到平衡,明确包括延迟和先进的格林函数的水平加宽。我们提出了平衡和非平衡计算tr-ARPES谱从我们的模型,并讨论了不同类型的超导动力学的签名。
2019-01-09 cond-mat.supr-con
Dynamical vertex approximation for retarded interactions: Application to the Hubbard-Holstein model
TU Wien(维也纳工业大学);Flatiron Institute(平顿研究所);International School for Advanced Studies (SISSA)(高级研究国际学院)
将动力学顶点近似扩展到延迟相互作用,提出动力学-U DΓA方法,应用于Hubbard-Holstein模型,研究电子-声子耦合对反铁磁和d波超导不稳定性的影响。
2026-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
BCS theory of driven superconductivity
我们研究了BCS超导体极小模型中晶格声子随时间变化的外部驱动对晶格声子的影响。在评估声子介导的电子-电子相互作用的驱动诱导的顶点修正后,我们表明,参量声子驱动可以用来提高临界温度$T_c$,而偶极声子驱动没有效果。我们提供了简单的解析表达式的增强因子的$T_c$。此外,非线性声子-声子相互作用的平均场分析也表明,声子非谐性进一步放大了$T_c$。我们的结果普遍适用于大类正常BCS超导体。
2016-07-13 cond-mat.supr-con
Finite Temperature Time-Dependent Effective Theory For The Goldstone Field In A BCS-Type Superfluid
我们扩展到有限温度的时间相关的有效理论的Goldstone场(相位的对场)$ θ$,这是适当的超流体包含一个物种的费米子与s波相互作用,描述的BCS拉格朗日。我们表明,当忽略朗道阻尼,有效理论可以写为一个本地的时间依赖的非线性薛定谔拉格朗日(TDNLSL),保持伽利略不变性的零温度有效理论,并确定与超流分量。然后,我们计算相关的朗道条款,这是非本地的和破坏伽利略不变性。我们发现,延迟的$θ$ -传播子(在动量空间)可以很好地表示为两个极点在下半频率平面,描述阻尼与预测的温度,频率和动量的依赖性。我们认为朗道项的实部可以近似地解释为对正常流体分量的贡献。
1999-10-11 cond-mat.supr-con hep-th
Competition of electron-phonon mediated superconductivity and Stoner magnetism on a flat band
电子之间的有效吸引相互作用,通过电子-声子耦合介导,是传统超导性的一个公认的机制。在具有费米面的金属中,超导性的临界温度指数地小于特征声子能量。因此,这种超导体只能在低于几开尔文的温度下发现。具有平坦能带的系统已经被提出来解决这个问题,并提供了一条通往室温超导性的途径,但以前的研究仅限于具有有效吸引相互作用的BCS模型。本文将Eliashberg的强耦合超导理论推广到平带系统,并将平均场临界温度与描述电子-声子和电子-电子相互作用的微观参数联系起来。我们还分析了BCS结果的强耦合修正,并构造了在同等基础上表现超导性和磁相的相图。我们的研究结果是特别相关的新型量子材料的电子色散和相互作用强度是可控的。
2018-11-30 cond-mat.supr-con
Nonlocal transport mediated by nonlocal Hikami boxes: Condensation of evanescent quasiparticles injected into the superconducting gap
倏逝准粒子进入超导体并在大于相干长度的距离上传播,在无序上产生双重Andreev散射诱导的中间态,由此产生的倏逝准粒子间的有效吸引相互作用在极低的偏压频率下被延迟。非BCS非平衡介观凝聚体与最近的实验结果一致[S。Russo等人,物理修订版信函95,027002(2005)]。在无规相位近似下讨论了微观理论。
2007-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Multiple amplitude modes in strongly-coupled phonon-mediated superconductors
采用非平衡动力学平均场论,以自洽Migdal近似为杂质解,研究了Holstein模型描述的强耦合电子-声子系统中超导序参量的集体振幅模.发现即使在强耦合(beyond BCS)状态下,Higgs振幅模的频率也与超导能隙相一致。除了Higgs模式,我们还揭示了另一种集体模式,它涉及声子和超导序参量的动力学。这种模式的频率,高于两倍的重整化声子频率的超导相,示出反映了强烈的电子介导的声子-声子相互作用。这两种类型的集体激发有助于时间分辨的光电子光谱后,强激光泵浦作为顶点校正产生共振峰,这使得人们能够区分它们从准粒子激发。
2017-06-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Zeeman-limited Superconductivity in Crystalline Al Films
我们报道了超薄结晶铝膜中塞曼介导的超导相图(PD)的演变。平行临界场测量,下降到50 mK,在整个超导三临界点的薄膜厚度范围从7 ML到30 ML。由此产生的相边界进行了比较与准经典理论的塞曼介导的过渡之间的均匀BCS凝聚体和自旋极化费米液体。厚于$\sim$ 20 ML的膜表现出与理论良好的一致性,但较薄的膜表现出在均匀BCS框架内不能调和的异常PD。
2017-03-10 cond-mat.supr-con
Snapshots of the retarded interaction of charge carriers with ultrafast fluctuations in cuprates
高温超导体物理学中的一个关键问题是,载流子的低能动力学是否由具有特征时标的玻色子介导。这个问题仍然难以捉摸,因为电子相关性预计将显着加速电子玻色子散射过程,将它们限制在非常飞秒的时间尺度内,即使使用最先进的超快技术也很难获得。在这里,我们同时推动的时间分辨率和瞬态反射率测量的频率范围达到前所未有的水平,使我们能够直接观察到16 fs的有效电子玻色子在空穴掺杂的铜氧化物的相互作用。这种极快的时间尺度与基于t-J模型和排斥哈伯德模型的数值计算一致,其中光激发电荷的弛豫是通过短程反铁磁激发的非弹性散射实现的。
2015-01-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con physics.optics
Nonlinear electromagnetic response and Higgs mode excitation in BCS superconductors with impurities
我们发现,由于存在的序参量振幅称为Higgs模式的无序振荡,可以有效地激发在通常的BCS超导体的外部电磁辐射。这种机制适用于具有各向同性s波和各向异性(如d波)配对的超导体。在杂质存在下的非线性响应被捕获的准经典形式主义。我们证明了具有杂质碰撞积分和外场驱动的Eilenberger方程的解析解与梯形杂质图的精确求和相一致。使用发达的形式主义,我们表明,在最近的实验中观察到的共振三次谐波信号是自然的解释由杂质散射介导的希格斯模式的激发。
2019-02-12 cond-mat.supr-con
The phonon-mediated superconductivity in bismuthates by non-adiabatic pairing
本文在$x \in (0.3, 0.4, 0.5)$上研究了小费米能对Ba $_{1-x}$ K $_{x}$ Bi O $_{3}$(BKBO)超导态选择参数的影响。这是通过采用绝热和非绝热Eliashberg方程的上下文中可用的实验数据。结果表明,延迟效应、强耦合效应和非绝热效应对BKBO的超导相有显著的影响。特别是,电子-电子相互作用,近似在这里的库仑赝势,被认为是减少的非绝热效应,补充延迟,并允许声子介导的超导性。这些发现得到了进一步的同位素效应的分析,显示减少的同位素系数相对于典型的巴丁-库珀-施里弗(BCS)的水平,所造成的上述所有影响的相互作用。虽然同位素效应背后的物理学似乎很复杂,但其结果行为符合传统超导体的情况。总之,所获得的结果证实了最近的理论和实验研究,表明声子介导的超导电性机制BKBO。然而,他们也指出,由于存在一些不寻常的影响,这个阶段不能用BCS理论正确描述。
2021-04-08 cond-mat.supr-con
Condensation energy in strongly coupled superconductors
我们考虑超导体中的凝聚能,其中的配对是电子的起源和介导的集体玻色子模式。我们使用磁介导的超导作为一个例子,并表明,对于大的自旋费米子耦合,物理是从BCS理论定性不同的凝聚能的结果从自旋激发的反馈,而电子的贡献凝聚能是积极的,由于“undressing”反馈的费米子。相同的反馈效应解释了强耦合下的动能增益。
2002-09-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Weak Coupling BCS-like Superconductivity in the Pnictide Oxide Ba$_{1-x}$Na$_x$Ti$_2$Sb$_2$O (x=0 and 0.15)
本文报道了掺钠的磷属元素氧化物超导体BaTi $_2$ Sb $_2$ O的低温热容测量结果。温度和场相关的热容数据很好地描述了单间隙BCS理论。正常态Sommerfeld常数、$T_c$处的热容跃变和电子-声子耦合常数的估计值都支持由电子-声子相互作用介导的弱耦合超导性。结果进行了讨论,并与最近的第一原理计算。
2013-08-08 cond-mat.supr-con
Possible Odd-Frequency Superconductivity in Strong-Coupling Electron-Phonon Systems
讨论了强耦合电子-声子系统中奇频配对的可能性。利用哈伯德模型,我们证明了频率为$ω_{\rm E}\llω_{c}$($ω_{c}$是重整化带宽的阶数)的软爱因斯坦模介导s波奇频三重态配对对普通偶频单重态配对。奇频配对的出现需要配对相互作用和强耦合一样被强烈阻滞,因为奇频配对的配对相互作用仅在对角散射通道中有效,$(ω_{n},-ω_{n})\to(ω_{n'},-ω_{n'})$与$ω_{n'}=ω_{n}\gtrsim ω_{\rm E}$。也就是说,奇频超导是在与原来BCS理论相反的极限下实现的。强耦合区的Ginzburg-Landau分析表明,与BCS值相比,比热不连续性和超流密度随温度变化的斜率可以很小,这取决于转变温度$T_{c}$和$ω_{c}$的比值.
2010-12-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional pairs glued by conventional phonons in cuprate superconductors
几乎毫无疑问,t-J(或哈伯德)模型中的超交换,而不是声子,是铜氧化物超导体非常规(“d波”)配对对称性的原因。然而,许多先进的数值研究没有发现超导性的哈伯德模型。另一方面,强电子-声子相互作用(EPI)的令人信服的实验证据目前已经到来。在这里,我简要回顾了一些声子介导的非常规配对机制。特别地,声速的各向异性使得声子介导的电子吸引力在空间中是非局部的,从而在具有弱EPI的常规BCS理论的框架中提供具有非零轨道动量的非常规库珀对。在相反的限制强EPI旋转对称性破缺出现作为一个非常规双极化子之间的库仑排斥减少的结果。利用变分蒙特卡罗方法,我们发现在掺杂的Mott-Hubbard绝缘体或强关联金属中,相对较弱的有限程EPI也能诱导d波BCS态。这些结果告诉我们,不良屏蔽EPI与传统的声子是负责在铜氧化物超导体的非常规配对。
2008-08-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Light Mediated Superconducting Transistor
无质量准粒子(光子)的玻色凝聚可以在室温下在激光器中容易地实现。另一方面,具有非零质量的玻色子的凝聚通常需要超低温。最近的研究表明,半光半物质的准粒子极化激元在高温下(高达300 K)可以形成凝聚态。在光学腔中,由电子-空穴对耦合到受限光模而形成的极化激元可以形成巴丁-库珀-施里弗(BCS)超流体。我们提出了一种新的晶体管的基础上受激散射的电子空穴对BCS极化激元模式。嵌入在光学腔内部的pn结共振地将光发射到腔模式中。如果腔模能量稍微超过带隙能量,则它与质心波矢为零但相对运动波矢非零的电子空穴对耦合。这在结构的平面中产生了超电流。在各向同性的情况下,它的方向是由系统自发选择的。否则,它将被固定到外部面内偏置。计算了电子-空穴-极化激元系统的相图。
2004-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The reduced total isotope effect and its implications on the nature of superconductivity in MgB2
Nagamatsu等人最近在MgB 2中发现了~39 K的超导性,确立了这种简单的二元化合物具有任何非氧化铜材料的最高体超导转变温度Tc。许多最初的研究都集中在MgB 2是否是一种传统的BCS,电子-声子介导的超导体,如果是,为什么Tc如此之高。同位素效应测量,其中原子质量被操纵以系统地改变声子频率,是电子-声子介导的超导性的基本实验测试之一。对于像MgB 2这样的高Tc、声子介导的简单sp轨道超导体,可以预期总同位素效应系数,即Mg和B系数的总和为1/2。我们发现0.32(1)的值,从0.5的典型BCS值大大减少。这需要大的值l(电子-声子耦合常数)和m*(排斥电子-电子赝势)来解释高Tc,因此,限制了MgB 2中超导性的任何理论模型。
2001-04-12 cond-mat.supr-con
Anomalous isotope effect in BCS superconductors with two boson modes
当同位素系数为$α<0$或$α>1/2$时,超导转变温度的同位素效应是反常的.在这项工作中,我们表明,这种异常行为可以自然地出现在Bardeen-Cooper-Schrieffer框架内,如果声子和非声子模式共存。与标准Eliashberg理论(只有声子)中的$α\le1/2$不同,在声子和其它非声子模同时存在的情况下,同位素系数可以取任意值.特别是,最引人注目的是,一对破缺声子可以引起大的同位素系数$α>1/2$,如果非常规的超导性是由较低频率的非声子玻色子模式介导的。基于我们的研究,几个家庭的超导体的影响进行了讨论。
2021-05-07 cond-mat.supr-con
Effects of short-range correlations on the Coulomb screening and the pairing interactions in electron-phonon systems - triplet pairing mediated by phonons
研究了电子-声子系统中短程关联对库仑屏蔽、声子和对相互作用的影响。首先,我们导出一个库仑相互作用的模型哈密顿量,它包括长程部分v_q和短程部分U。从介电函数的表达式可以看出,强的在位关联削弱了库仑屏蔽。其次,我们研究了屏蔽声子和声子介导的相互作用。在一个一致的画面中,我们推导出的有效相互作用的表达式,其中包括(1)屏蔽库仑相互作用,(2)由声子介导的配对相互作用,(3)由自旋和电荷涨落介导的有效相互作用。它被改写为(a)不含长程库仑相互作用的纯哈伯德模型的有效相互作用和(b)声子介导的相互作用加上屏蔽库仑相互作用加上U和v_q修正的总和。第三,我们导出了一个类似于BCS哈密顿量的有效哈密顿量。第四,对于一些典型的参数值,我们得到了它们的基态相图。结果表明,当短程电子关联足够强,库仑屏蔽足够弱时,声子介导的自旋三重态超导性发生。我们估计了三重态超导电性发生时的转变温度的量级。所获得的值是现实的现有候选人的三重态超导体的数量级。本文简要地讨论了声子介导的相互作用与重费米子超导体UPt_3以及层状超导体(TMTSF)_2X和Sr_2RuO_4的可能关系。
2004-06-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ag-Au alloys BCS-like Superconductors?
根据最近关于银颗粒嵌入金基质的纳米结构在环境温度和压力下的超导性证据的报告[arXiv:1807.08572],我们利用第一原理材料发现方法预测了在声子介导的BCS-样配对机制内在1 atm压力下Ag-Au二元合金的3D块状晶体和2D平板中的超导性。计算结果表明,对随后的稳定和亚稳Ag-Au合金的超导转变温度的估计导致Tc低至1 mK。然而,对于已知的由金组成的超导金属间化合物,Laves Au 2Bi和A15 Nb 3Au的类似计算分别预测Tc =3.6 K和10.1 K,与实验相证实。此外,迄今未知的银类似物Ag_2Bi和Nb_3Ag也分别在6.1K和10.8K下超导。此外,我们表明,元素Au在其亚稳9 R,和hcp相超导在Tc =1 mK,但不是Ag,在这些六方晶格。
2018-12-21 cond-mat.supr-con
Theory of light-enhanced phonon-mediated superconductivity
我们研究了声子介导的超导体被驱动出平衡态的动力学。电子跳跃幅度随时间斜降,导致电子态密度增加。通过求解双时间Keldysh格林函数的Migdal-Eliashberg方程,研究了耦合电子-声子模型的动力学性质。当系统在相同温度下热化到新态时,费米能级附近态密度的增加导致超导电性的增强。我们提供了一个时间和动量解决这个热化过程的看法,并表明,它涉及到快速的过程与单粒子散射和慢得多的动态与超导序参量。电子-声子耦合的快速增强和有效的热化的超导性的重要性被证明,并将结果进行了比较BCS的时间依赖的平均场近似。
2016-03-09 cond-mat.supr-con
Evidence for unconventional superconductivity in twisted bilayer graphene
魔角扭曲双层石墨烯(MATBG)中相关绝缘体掺杂的超导性的出现提出了一种有趣的可能性,即其配对机制与传统超导体不同,如Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理论所描述的那样。虽然现在有足够的证据表明MATBG中存在强的电子相关性,但最近的研究声称,与相关绝缘体不同,即使这些相互作用被部分屏蔽,超导性也会持续存在。这表明,MATBG中的配对可能是传统的性质,其近平带的状态密度大的结果,可能是声子介导的BCS超导体。在这里,我们结合隧道和Andreev反射光谱与扫描隧道显微镜(STM)观察几个关键的实验签名,非常规超导MATBG。我们发现,低于转变温度$T_c$的隧道谱是不一致的,与传统的s波超导体,而是类似于一个节点超导体的各向异性配对机制。我们观察到隧穿能隙$Δ_T$,这远远超过平均场BCS比(与$2Δ_T/k_BT_c \sim 25$)和从Andreev反射光谱($2Δ_{AR}/k_BT_c \sim 6$)提取的能隙$Δ_{AR}$之间的巨大差异。即使超导性被抑制,隧穿能隙仍然存在,表明它是从赝能隙阶段出现的,在费米能级上具有被抑制的态密度。此外,当MATBG与下面的六方氮化硼(hBN)对齐时,赝能隙态和超导电性都不存在。这些发现和其他观察报告这里提供了一个优势的证据,非BCS机制的超导MATBG。
2021-12-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Shapiro steps of superfluid Fermi gases in a ring trap across the BCS--BEC crossover
Tokyo University of Science(东京理科大学)
研究超流费米气体在环形陷阱中受移动势垒影响的输运性质,通过时间依赖的Bogoliubov-de Gennes方程模拟约瑟夫森结的动态,发现不同相互作用强度下出现清晰的低阶Shapiro步平台,揭示了相互作用在非平衡相动态中的作用。
2026-11-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Superconductivity mediated by nematic fluctuations -- the dispersion of collective modes
University of Wisconsin-Milwaukee(密尔沃基威斯康星大学);University of Minnesota(明尼苏达大学)
研究各向异性涨落介导超导体中集体模式的色散特性,分析配对极化率的谱函数及其极点结构,揭示与传统s波超导体不同的分析结构。
2026-05-06 cond-mat.supr-con
A model for superconducting sulfur hydrides
由于硫氢化物中同位素位移的值,这些高温超导体普遍接受声子介导的超导配对方案,这与Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)框架一致。由于大的电子态密度增强了$T_c$,因此采用广义费米面拓扑结构来增强$T_c$,并在BCS框架下提出了一个多带模型来描述硫氢化物超导体.该模型用于描述$H_3S$超导体的某些性质。强耦合效应被考虑与有效的McMillan近似和同位素系数作为耦合参数以及模型的其他相关参数的函数进行评估。
2018-12-07 cond-mat.supr-con
Symmetry of superconducting correlations in displaced bilayers of graphene
使用格林函数的方法,我们研究声子介导的超导配对对称性,可能会出现在双层石墨烯中的单层在平面内相对于彼此位移。我们考虑了一个通用的位移石墨烯单层之间的耦合势,这是适用于移动和相称的扭曲石墨烯层;研究层内和层间声子介导的BCS配对;和调查AA和AB(AC)堆叠顺序。我们的研究结果表明,在电荷中性点,在AA和AB堆叠层内和层间的电子-电子耦合的主导配对可以有偶宇称$s$ -波类和奇宇称$p$ -波类的对称性与调用等赝自旋和奇频率对相关的可能性。然而,在有限掺杂下,除了$s$ -波、$p$-波、$f$ -波及其组合之外,AB(以及等效AC)堆叠可以形成赝自旋单线态和赝自旋三线态$d$ -波对称性,而AA堆叠顺序与未掺杂的情况类似,不能具有$d$ -波对称性。当我们引入一个通用的耦合势,适用于相称的扭曲和移位的双层石墨烯,$d$波对称性也可以出现在电荷中性点。受最近的一个实验的启发,在扭曲的双层石墨烯中观察到两个声子模式,我们还讨论了存在两个间隙超导的可能性,其中层内和层间声子介导的BCS图片是负责超导。这些分析为确定双层石墨烯系统中的超导配对对称性和机制提供了有用的工具。
2019-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Resistivity saturation in PrFeAsO$_{1-x}$F$_y$ superconductor: An evidence of strong electron-phonon coupling
我们测量了PrFeAsO $_{1-x}$ F $_y$样品在很宽的温度范围内的电阻率,以阐明电子-声子相互作用对正常和超导态性质的作用。$ρ$在170 K以上的线性T依赖性,随后在更高温度下的饱和行为是强电子-声子耦合的明显特征。通过对$ρ$的T依赖性的分析,我们估计了几个正常态参数,这些参数对理解该系统的超导电性起源是有用的。我们的研究结果表明,铁基氧磷属化合物是声子介导的BCS超导体,像Chevrel相和A15化合物。
2008-08-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Numerical renormalization group approach to fluctuation exchange in the presence of electron-phonon coupling: Pairing in the Holstein-Hubbard model
利用波动交换近似(FLEX)研究了Holstein-哈伯德模型.由于声子介导的电子-电子相互作用的延迟性质,快速傅里叶变换(FFT)和以前开发的Hubbard型纯电子模型的NRG方法都不适用,而蛮力解受到计算时间和存储需求的限制,这些需求在低温下迅速增加$T$。在这里,我们描述了一个新的数值重整化群(NRG)技术,有效地解决FLEX方程。在低$T$($\sim 80K$)时,可以节省几个数量级的CPU时间和存储。为了测试我们的方法,我们将我们的NRG结果与高温下小晶格上的蛮力计算进行比较。在低$T$下应用NRG方法得到了s波和d波超导相图。在实际声子频率范围内,s波配对的同位素效应类似BCS,但在非物理大声子频率($\sim $带宽)处消失。对于d-波配对,同位素指数是负的和小的非最佳掺杂的铜酸盐的典型观察值相比。
1998-09-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of Superconductivity Mediated by Topological Phonons
拓扑声子绝缘体是声子系统中三维量子自旋霍尔绝缘体的对应物,因此,它们的拓扑表面的特征在于狄拉克锥形无隙边缘状态,这是由于体边界对应而产生的。我们提出了一个理论框架,在这些材料中可能的超导相,电子之间的相互作用是由拓扑声子介导的非平凡的边界模式。在BCS极限下,我们建立了一个自洽的双带隙方程,其解表明超导临界温度在类Kramers点处具有关于声子频率的非单调行为.当拓扑表面上的电子和声子具有相同的能量时,共振会产生这种显著的行为:这有效地增加了电子-声子相互作用,从而增加了库珀对结合能,从而建立了超导相的最佳条件。在这种机制下,$T_{c}$可以增加超过2倍,最大增强发生在简并声子平带极限。
2022-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Superconducting instability in the Holstein-Hubbard model: A numerical renormalization group study
本文在完全涨落交换近似下研究了二维Holstein-哈伯德模型中的d波配对不稳定性。本文发展了一种广义数值重整化群技术来求解由此产生的自洽场方程。$d$波超导相图表明,对于纯电子Hubbard系统,在电子浓度约为0.9时,T_c最佳<n>. EP相互作用抑制d波T_c,当声子介导的在位吸引$U_p$变得与在位库仑排斥$U$相当时,d波T_c降为零。同位素指数$α$在该模型中是负的,并且与经典BCS值$α_{BCS} = 1/2$相比或与非最佳掺杂的铜氧化物超导体中的典型观察值相比是小的。
1997-08-28 cond-mat.supr-con
Condensation, excitation, pairing, and superfluid density in high-$T_{c}$ superconductors: magnetic resonance mode as a roton analogue and a possible spin-mediated pairing
为了寻找$T_{c}$的主要决定因素和高$T_{c}$铜氧化物中的配对机制,我们将过去15年积累的$n_{s}/m^{*}$(超导载流子密度/有效质量)的μ子自旋弛豫结果与中子和拉曼散射、STM、比热、能斯特效应和ARPES测量结果相结合。我们确定的中子磁共振模式的超流$^{4}$ He的Roton最小值的模拟,并认为,$n_{s}/m^{*}$和共振模式能量$\hbarω_{res}$起着主要作用,在确定$T_{c}$在欠掺杂区域。我们提出了一个图像,在铜氧化物的类旋子激发出现作为一个耦合模式,它具有不同的动量转移,但相同的能量转移的自旋和电荷响应的共振模式,分别检测到的中子S=1模式和拉曼S=0 A1 $_{g}$模式。我们称之为“混合自旋/电荷旋转子”。在讨论了维度在凝聚中的作用后,我们提出了一个通用的相图的铜酸盐与空间相分离的过掺杂区域的BE-BCS交叉猜想的一个特殊情况下,超导耦合迅速失去了过掺杂区域。使用一个微观模型的电荷运动与反铁磁自旋波动共振,我们提出了一种可能性,即混合自旋/电荷的旋子和更高的能量自旋波动介导的超导配对。在这个模型中,共振模式可以被看作是一个介子模拟和“圆顶”形状的相图可以被理解为一个自然的结果,从竞争的莫特绝缘体基态通过载流子掺杂偏离。
2004-06-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Raman scattering investigation of the electron-phonon coupling in superconducting Nd(O,F)BiS$_2$
我们对新发现的超导体Nd(O,F)BiSPDMATHABMM($T_c = 4$ K)进行了偏振喇曼散射测量。我们观察到2个拉曼活动模式,频率按照第一性原理计算。在112.4 cm $^{-1}$处的一个A $_{1g}$声子模由于电子-声子耦合而呈现Fano线型。我们发现该模式在2.45 eV的激发能处发生共振。我们估计该模式的电子-声子耦合常数$λ$的0.68的贡献。拉曼光谱结果表明,BiS $_2$基超导体可能是声子介导的BCS超导体.
2014-07-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High-Temperature Superconductivity from Finite-Range Attractive Interaction
University of Basel(巴塞尔大学);RWTH Aachen University(亚琛工业大学)
本研究发现远大于费米波长的有限程吸引相互作用不产生超导能隙而呈现量子临界行为,结合短程吸引作用可稳定超导,能解释高温超导体的穹顶Tc曲线、弱同位素效应等特征。
2025-02-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On possible reconciliation of anomalous isotope effect and non-phononic pairing mechanism in high-Tc cuprates
在高Tc铜酸盐超导是非常规的,有越来越多的接受,在这些强相关的电子材料中的载流子配对介导的电子起源,而不是声子的玻色子。尽管如此,一个显着的同位素指数(IE)(在某些情况下,远远大于0.5,典型的BCS值)的实验观察。这导致了声子在一定程度上也参与其中的假设。铜酸盐中的IE的大小强烈地依赖于CuO 2平面中的掺杂空穴的数量p,因此,可以表明声子在Tc-p相图的不同区域作为介导玻色子发挥不同的定量作用。基于最近的实验费米表面重建从热电传输测量(自然通讯。2:432 doi:10.1038/ncomms 1440(2011))和YBa 2Cu 3 O 7-delta中的磁场诱导电荷顺序(Nature 477,191(2011)),我们提出了一个非常简单的方案,其中同位素取代通过与晶格的耦合影响条带状态,从而改变超导Tc。在这幅图中,在扩展的p范围内,所观察到的IE的重要部分源自同位素诱导的条纹调制,并且与BCS框架中的情况一样,与配对声子的特征能量尺度不直接相关。这个简单的建议定性地解释了所有的p依赖异常功能的IE实验观察到的空穴掺杂的高Tc铜氧化物。
2012-06-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for spin-fluctuation-mediated superconductivity in electron-doped cuprates
该研究通过 LCCO 的直流电阻率、高场磁阻与霍尔系数建模,发现散射率与可变强度反铁磁自旋涨落一致,且 $α$、$λ_{\ m sf}$ 和 $T_c$ 相关,支持电子掺杂铜氧化物由自旋涨落介导配对。
2025-02-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasiparticle GW for Superconductors: Toward a Unified Treatment of Electron-Phonon and Electron-Plasmon Couplings
Sandia National Laboratories(桑迪亚国家实验室);Binghamton University–SUNY(宾厄姆顿大学(纽约州立大学))
本文提出了一种新的理论框架,扩展了准粒子自洽GW方法以适应超导相,通过将其与电子-声子和电子-等离子体相互作用的Eliashberg处理相结合,从而更准确地捕捉动态屏蔽效应,解决了传统BCS理论无法解释的问题。
2026-07-28 cond-mat.supr-con
Common Fermi-liquid origin of T-squared resistivity and superconductivity in n-type SrTiO3
详细分析了电子掺杂SrTiO 3中电阻率的T^2项。新的能带结构的数据,提供的裸质量,态密度和准粒子的等离子体频率作为掺杂的函数的值。结果表明,由于电子-声子相互作用,这些值被重整化约2倍。我们认为准粒子在电子-声子相互作用下处于反绝热极限。反绝热耦合的条件使得通过声子介导的相互作用有效地不延迟。我们将70年代发展起来的费米液体理论应用于普通金属电阻率中的T^2项,并将其与Tc的表达式和Brinkman-Platzman-Rice(BPR)求和规则相结合,以获得n型SrTiO 3的Landau参数。这些参数与液体3 He的参数相当,这表明这些费米液体之间存在有趣的相似之处,尽管它们形成的复合费米子之间存在差异。
2011-09-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological superconductivity and superconducting diode effect mediated via unconventional magnet and Ising spin-orbit coupling
Institute of Physics(印度物理研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);BITS Pilani-Hyderabad Campus(pilani-海得拉巴校区)
本文提出一种理论框架,利用一维模型结合非常规磁序和Ising自旋轨道耦合,实现拓扑超导性和超导二极管效应,其中FFLO态产生非互易超电流,二极管效率达65%。
2026-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effect of pressure on the physical properties of the superconductor NiBi3
我们提出了一个实验研究的超导性能的NiBi 3作为压力的函数,通过电阻率和磁化强度的测量,并结合我们的结果与DFT计算的能带结构在压力下。我们发现,当压力达到2GPa时,临界温度Tc从~ 4.1K降低到~ 3 K。考虑到作为压力的函数的能带结构的变化,我们认为,在Tc的降低是一致的,与传统的,电子-声子介导的BCS型超导。
2018-12-13 cond-mat.supr-con
Reply to "Comment on 'Isotope effect in multi-band and multi-channel attractive systems and inverse isotope effect in iron-based superconductors'"
该评论坚持如下观点:在我们的模型中,假设有效相互作用在单个能带内具有特定的能量范围,声子部分的截止在ω_1,AF通道的截止范围在ω_1到ω_2。我们的回答是,我们假设V_i(k,k ')\neq 0,如果|_k| <ω_i和|联系我们|<ω_i,否则V_i(k,k ')= 0(i= 1,2)。这是具有两个吸引相互作用的BCS型模型,这一假设是BCS近似的特征。评论中的声明“积分限制已被修改,使得AF通道介导的配对设置在ph通道配对终止的位置,并限制在ω_j=ω_{AF}给出的能量”是错误的。我们描述的模型和方法来解决的间隙方程更详细。
2011-04-12 cond-mat.supr-con
Local dynamical lattice instabilities: Prerequisites for resonant pairing superconductivity
波动的局部反磁性电子对,嵌入在费米海,是候选人的非声子介导的超导体没有严格的条件,出现在声子介导的BCS经典的低Tc超导体的Tc。这种抗磁波动起源于电荷的局部积累,与局部动力学晶格不稳定性耦合,并形成系统的复合电荷晶格激发。对于要实现的超导相,这样的激发必须是巡回空间相位相干模式。这可以通过共振对隧穿进出极化离子阳离子-配体位点来实现。由这种局部晶格不稳定性驱动的超导性可以预期的材料具有由相位刚度而不是抗磁对波动的幅度控制的Tc。在Tc以上,赝能隙相位将维持到T*,其中该配对幅度消失。我们讨论的特征本地电荷和晶格特性,这赝能隙相的特点,并形成建立一个相位相干宏观超导态的先决条件。
2008-09-08 cond-mat.supr-con
Boron Isotope Effect in Superconducting MgB$_2$
本文报道了一种新的二元金属间化合物超导体$_2$的制备方法和硼同位素效应,该超导体具有非常高的超导转变温度$T_c$($^{10}$ B)= 40.2K。温度依赖的磁化强度和比热的测量揭示了在Mg $^{11}$ B $_2$和Mg $^{10}$ B $_2$之间$T_c$的1.0 K位移。而这样一个高的转变温度可能意味着外来耦合机制,硼同位素效应在硼镁$_2$是一致的材料是一个声子介导的BCS超导体。
2001-02-03 cond-mat.supr-con
Unconventional superconducting pairing by conventional phonons
修正了弱耦合Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)超导体中电子配对的声子机制导致传统s波库珀对的普遍看法。晶体中声速的不可避免的各向异性使得声子介导的电子吸引在空间中是非局部的,从而在宽范围的电子密度中提供具有非零轨道动量的非常规库珀对。由于这种各向异性,准二维电荷载流子经历从非常规d波超导状态到常规s波超导状态的量子相变,其中每个单位晶胞具有更多载流子。在相反的强耦合区,非常规双极化子之间的库仑排斥力减小,从而解除了玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)极限下对非常规配对的限制,从而出现了旋转对称破缺。传统的声子,而不是超交换,被证明是负责的d-波对称的铜酸盐超导体,在现场库仑排斥是大的。
2007-05-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in the Mn5Si3-type Zr5Sb3 system
我们报告的超导电性在2.3 K的发现在Zr 5Sb 3,第一个超导成员在大的化合物家族的Mn 5Si 3结构类型。传输,磁性,量热测量和能带结构计算表明,它是一个声子介导的BCS超导体,具有相对较大的状态密度在费米能级与Zr的d-电子和更大的电子-声子耦合相比,Sn对应化合物Zr 5 Sn 3。预计在这类化合物中会发现更多具有更高转变温度的超导体。
2013-08-21 cond-mat.supr-con
Thoughts about boosting superconductivity
本文通过将电荷补偿背景的弹性响应纳入 DeGennes 动态屏蔽库仑相互作用模型并求解 BCS 能隙方程,证明将材料调至接近结构不稳定性可显著提高超导临界温度。
2025-02-27 cond-mat.supr-con
Double-valued strong-coupling corrections to Bardeen-Cooper-Schrieffer ratios
在高压H $_3$ S、LaH $_1$ $_0$和YH $_6$中近室温(NRT)超导性的实验发现恢复了人们对超导体中电子-声子配对机制的基本兴趣。在高度压缩的超导体中,声子介导的NRT超导性的先决条件之一是强的电子-声子相互作用,其可以通过Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理论与$k{_B}T{_c}$ /(${\hslash}$ $ω{_l}{_n}$)的无量纲比率来量化,其中Tc是临界温度,而$ω{_l}{_n}$是对数声子频率(Mitrovic等,1984 Phys. Rev. B 29 184)。然而,BCS比率的所有已知强耦合校正函数适用于$k{_B}T{_c}$ /(${\hslash}$ $ω{_l}{_n}$)<0.20,这对于NRT超导体来说不是足够高的$k{_B}T{_c}$ /(${\hslash}$ $ω{_l}{_n}$)范围,因为后者表现出0.13 < $k{_B}T{_c}$ /(${\hslash}$ $ω{_l}{_n}$)< 0.32的可变值。本文重新分析了全实验数据(包括高压缩H3 S的数据),发现能隙临界温度比和比热跃变比的强耦合修正函数是$k{_B}T{_c}$ /(${\hslash}$ $ω{_l}{_n}$)的双值近似线性函数。
2020-06-19 cond-mat.supr-con
Electron-phonon coupling constant and BCS ratios in (La,Nd)-H superhydride
化学计量的近室温超导体(即,$H_3S$和$LaH_{10}$)表现出如此高的基态上临界场$B_{c2}(0)>100 T$,以至于这些材料中的磁相图不能在非破坏性实验中测量。然而,最近,Semenok等人(arXiv2203.06500)提出了在NRTS样品中探索全磁相图的想法,其中超导序参量被磁性元素掺杂抑制。如果元素在材料中均匀分布,则电子-声子介导超导理论预言了三维s波超导体中序参量的抑制。Semenok等人(arXiv 2203.06500)通过在$La_{1-x}Nd_{x}H_{10-y}$中用磁性稀土Nd取代La,实验证明了这一想法。结果表明,$La_{1-x}Nd_{x}H_{10-y}$(x=0.09)中的$T_c$降低到Tc~120 K,上临界场降低到$B_{c2}(T=41 K)=55 T$ .虽然应在$La_{1-x}Nd_{x}H_{10-y}$中进一步确定准确的氢含量(因为在Drozdov等人(2019 Nature 569 528)报告的缺氢$LaH_{10-y}$中观察到类似的$T_c$抑制),但测量了$La_{1-x}Nd_{x}H_{10-y}$(x=0.09)的完整磁相图的重要部分。在这里,我们分析了Semenok等人报告的(arXiv2203.06500)$La_{1-x}Nd_{x}H_{10-y}$的数据(x=0.09)在P=180 G…
2022-03-28 cond-mat.supr-con
Weak-Coupling Theory for Multiband Superconductivity Induced by Jahn-Teller Phonons
在弱耦合极限下讨论了呼吸声子和Jahn-Teller声子耦合的双带系统的超导电性。使用标准的量子力学程序,声子介导的吸引力。通过对包含这种引力的模型的分析,得到了一个类似BCS的超导转变温度公式$T_{\rm c}$。当只考虑呼吸声子时,$T_{\rm c}$与单带模型的结果相同。另一方面,当Jahn-Teller声子是活跃的,$T_{\rm c}$显着增强的带间吸引力,即使在弱耦合的限制。本结果的实际材料,如铁pnictides的相关性进行了简要评论。
2010-03-27 cond-mat.supr-con
Gap structure in noncentrosymmetric superconductors
本文用声子和自旋涨落介导的对的微观模型研究了自旋轨道带分裂的非中心对称超导体中的能隙结构。导出了带表示中配对相互作用的一般形式,其中包括带内和带间配对项。在各向同性相互作用的情况下(特别是,对于BCS-接触相互作用),带间配对项在带分裂的任何幅度处相同地消失。对具有强自旋轨道耦合的立方对称金属,详细分析了对相互作用各向异性的影响。结果表明,如果声子占主导地位,那么在两个带的间隙是各向同性的,nodeless,并在一般不同的振幅。讨论了Li_2(Pd_{1-x},Pt_x)_3B族非中心对称超导体的应用。
2008-03-19 cond-mat.supr-con
Phonon enhancement of electronic orders and negative isotope effect in the Hubbard-Holstein model on a square lattice
寻找具有更高转变温度的超导体需要一个指导原则。在传统超导体中,电子通过电子-声子耦合介导的延迟吸引配对成库珀对。更高频率的声子(或更小的原子质量)导致更高的超导转变温度,称为同位素效应。此外,超导性是金属正常态的唯一不稳定通道。在相关系统中,上述简单场景很容易被违反。强的局域相互作用被屏蔽得很差,这与特征费米表面合谋,以促进各种竞争的电子秩序,如自旋密度波,电荷密度波和非常规超导性。除了各个阶段之外,电子-声子耦合的影响是一个有趣的问题。本文利用泛函重整化群研究了正方晶格上的Hubbard-Holstein模型中电子关联和电子-声子耦合之间的相互作用。在半充满时,我们发现了自旋密度波和电荷密度波相以及它们之间的转变,而没有超导相出现。在有限掺杂时,d波/s波超导性出现在自旋密度波/电荷密度波相附近。令人惊讶的是,较低频率的Holstein声子对各个相的破坏性较小,甚至是有益的,导致负同位素效应。我们讨论了背后的机制和这种异常效应的影响。
2015-03-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con