Multi-condensate states in BCS superconductors
BCS(Bardeen-Cooper-Schrieffer)超导体,其被置于不平衡状态,可以发展量子不稳定性,其表现在超导体的序参量(对振幅$Δ$)的振荡中。这些不稳定性是库珀不稳定性的表现。非弹性碰撞是解决这些不稳定性的关键。基于Richardson对哈密顿量的精确解,用统一的方法描述量子不稳定性和碰撞,我们发现BCS超导体可能最终处于一个谱带有多个能隙的状态.
2010-07-08 cond-mat.supr-con
Super-Atom Representation of High-TC Superconductivity
采用共振价键RVB方法研究了实空间库珀对的形成和高温超导。空穴聚集体(超原子)和未掺杂的反铁磁体之间的非绝热耦合由于系统间耦合而在任一系统中引起虚激发。高温超导被认为反映了两个玻色-爱因斯坦凝聚体的合作共存,其中一个是实空间库珀对凝聚体,另一个是磁振子凝聚体,它们在相同的临界温度下形成。TC是根据超交换相互作用来表述的。连接到一个等效的实空间BCS制定的高温超导。电子掺杂的Sr 1-xLaxCuO 2和Nd 2-xCexCuO 4的高温超导出现了新的观点。
2010-07-23 cond-mat.supr-con
Fragmented Cooper pair condensation in striped superconductors
玻色-爱因斯坦凝聚体或超导体中的库珀对中的玻色子凝聚是指宏观上占据几个单粒子或两粒子态。如果宏观上不是单个而是多个态被占据,则凝聚态被称为“碎片态”。虽然碎裂是已知的发生在特定的玻色-爱因斯坦凝聚体,我们提出,碎裂自然发生在条纹超导体。为此,我们研究了二维$t$ - $t^\prime$ - $J$模型中超导基态的性质。在电荷密度调制的存在下,冷凝物被证明是碎片化的,并位于条纹的部分冷凝物组成。凝聚物的碎片杂交以形成穿过系统的扩展的宏观波函数。结果是通过计算有限长圆柱上的单重态-成对双粒子密度矩阵得到的,该密度矩阵是用密度矩阵重整化群(DMRG)方法计算的。我们的结果揭示了在强关联电子系统中条纹有序与超导电性之间的复杂关系。
2022-10-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mechanism of screening or enhancing the pseudogap throughout the two-band Bardeen-Cooper-Schrieffer to Bose-Einstein condensate crossover
我们证明了在深带和浅带具有不同配对强度的双带费米子系统中,Bardeen-Cooper-Schriffi-Bose-Einstein凝聚(BCS-BEC)交叉中多个赝能隙的涨落.这一现象的显著特征是赝能隙态的多体屏蔽和对交换耦合的重要性,这导致了两个能带中多个赝能隙的形成。多带结构通过屏蔽效应抑制了强相互作用浅带中的对涨落和赝能隙开放,这可能与铁基超导体中的赝能隙现象有关。另一方面,多赝能隙机制伴随着二进制预制库珀对的出现,源于带内耦合和对交换耦合之间的相互作用。
2020-12-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Further evidence for linearly-dispersive Cooper pairs
最近提出的几种铜氧化物超导体的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)模型是基于玻色库珀对(CP)在三维空间中以二次能量-动量(色散)关系运动。3D BEC冷凝分数与温度(T/Tc,其中Tc是BEC转变温度)的关系式与范围(1/2,1]内的两种铜酸盐的渗透深度数据拟合不佳。我们展示了这些拟合是如何显着改善假设铜酸盐是准2D,以及如何同样良好的拟合获得传统的3D和准1D纳米管超导数据,提供正确的CP色散假设在BEC在其假设的相应维度。这是提供额外的具体的经验证据,线性色散对在另一个最近的BEC方案的超导体,其中BCS冷凝物原来是一个非常特殊的情况。
2007-02-23 cond-mat.supr-con
Chirality and spin transformation of triplet Cooper pairs upon interaction with singlet condensate
我们表明,完全极化的三重态s波分量的特点是不仅由自旋方向,但也由手征。极化三重态组分和单重态组分的相互作用导致产生具有相反自旋方向或不同手性的三重态库珀对。这种自旋转变导致了多端磁性约瑟夫森结中有趣的现象。本文计算了具有“磁性”超导体S $_{\text{m}}$的S $_{\text{m}}$ /n/S $_{\text{m}}^{\prime}$型多端约瑟夫森接触中的直流约瑟夫森电流$I_{\text{J}}$。超导体S $_{\text{m}}$附着在磁性绝缘体(过滤器)上,只允许具有固定自旋方向的电子通过。假设滤波器轴彼此反向平行。在二端约瑟夫森结中约瑟夫森电流为零,即,在S/n/S $_{\text{m}}$或S $_{\text{m}}$ /n/S $_{\text{m}}^{\prime}$联系人中。但在三端约瑟夫森结中,另一个S超导体连接到正常导线上,有限电流$I_{\text{J}}$似乎从S~超导体流向S $_{\text{m}}$超导体。通过右(左)超导体S $_{\text{m}}$的电流符号相反,即${I_{\text{R}} \equiv I_{\text{J}} = I_{\text{c}} \sin (χ_{\text{R}} + χ_{\text{L}} - 2 χ) = - I_{\text{L}}}$,其中$χ_{\text{L/R}}$和$χ…
2015-12-16 cond-mat.supr-con
Coexistence of giant Cooper pairs with a bosonic condensate and anomalous behavior of energy gaps in the BCS-BEC crossover of a two-band superfluid Fermi gas
本文研究了两带超流费米气体中Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)-玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的交叉现象。当冷(第一)带的带内耦合固定为弱时,我们发现,在带间相互作用消失的情况下,在热(第二)带的强耦合极限下,系统经历了一个过渡到一个单组分的配置与第一能隙的完全抑制和带间粒子的完全重新分布。对于非零的带间相互作用,我们揭示了非单调依赖的能隙在第一个带与带内耦合在第二个带的存在一个驼峰。在弱带间耦合的情况下,系统显示出显着放大的第一带中的凝聚体的对内相关长度在第二带的强耦合制度,这清楚地表明,即使在非零温度的巨库珀对和玻色凝聚体的共存。这可导致具有峰值的第二能隙的非单调温度依赖性。在这里预测的巨库珀对和玻色子分子的共存可以通过可视化的涡核在两个组件的原子凝聚体,以及在一些铁基超导体的验证。
2019-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Condensate fraction in metallic superconductors and ultracold atomic vapors
利用BCS理论和非对角长程有序的概念,研究了弱耦合超导体中传导电子的凝聚密度和凝聚分数。讨论了库珀对的零温凝聚密度随德拜频率和能隙的变化关系,并计算了几种金属的凝聚分数。我们还研究了有限温度下库珀对的密度,表明它与能隙序参量的关系以及电子-声子耦合的影响。最后,我们分析了超导体和超冷费米原子在用BCS理论确定它们的凝聚态密度方面的异同。
2010-03-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Superconducting condensate residing on small Fermi pockets in underdoped cuprates
在掺杂母体莫特绝缘体后,铜酸盐中的费米面是如何形成的?它是由大桶还是小口袋组成的?哪一种是超导的原因?赝能隙的作用是什么?这些都是有争议的问题,对于理解高温超导性很重要。在这里,我们分析了铜氧化物层间隧穿的掺杂依赖性。我们观察到,随着掺杂的减少,超电流迅速下降,但在高偏压下的准粒子电阻几乎保持不变。这表明库珀对和准粒子电流源自布里渊区的不同部分:库珀对仅驻留在小口袋上,这些口袋随着掺杂的减少而逐渐缩小,但准粒子电流在桶的整个长度上积分,这些桶仅弱掺杂依赖。沿桶扩大的赝间隙区域对对电流没有贡献。这为赝能隙的非超导起源提供了直接证据。
2014-12-19 cond-mat.supr-con
Biexciton-like quartet condensates in an electron-hole liquid
本文从理论上研究了电子-空穴系统中类激子库珀对和双激子类库珀四重态的基态性质和凝聚。将基于四重态Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)模型的变分方法应用于自旋为1/2的电子和自旋为1/2的空穴组成的四组分费米子系统,我们给出了热力学极限下状态方程中库珀对和四重态关联的出现.双激子类四体关联生存,即使在高密度制度作为一个多体BCS库珀四重态。我们的研究结果有助于在多自由度量子多体物理的跨学科背景下进一步理解奇异物质。
2022-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Gap fluctuations, Cooper pairs with finite center-of-mass momentum, and suppression of superconductivity in inhomogeneous systems with dopant superpuddles agglomerates
本研究针对含非均匀掺杂剂超puddle网络的超导系统,通过局域振动介导的有效相互作用证明库珀对具有有限质心动量,推导了能隙振幅的解析表达式,揭示了无序与有限动量对降低能隙和临界温度的机制,为铜酸盐等颗粒超导体的特性研究提供了理论依据。
2023-07-05 cond-mat.supr-con
Detection of a Cooper-Pair Density Wave in Bi$_{2}$Sr$_{2}$CaCu$_{2}$O$_{8+x}$
形成超导体的库珀对的量子凝聚体最初被认为是几何不变的。然而,在理论上,对可以以有限动量$Q$存在,从而产生具有空间调制库珀对密度的状态。虽然从未在任何超导体中直接观察到这种状态,但在超冷的$^{6}$ Li气体中已经产生了这种状态。现在广泛假设铜氧化物赝能隙相包含这样的“对密度波”(PDW)状态。本文利用纳米分辨率的扫描约瑟夫森隧道显微镜(SJTM)对库珀对从$d$波超导STM针尖到Bi $_{2}$ Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8+x}$凝聚体的隧穿过程进行了成像。冷凝可视化能力证明直接使用库珀对密度变化周围的Zn杂质原子和在Bi $_{2}$ Sr $_{2}$钙铜$_{2}$ O $_{8+x}$晶体超调制。然后,通过使用SJTM图像的傅里叶分析,我们发现了在波矢$Q_{p} \approx (0.25,0)2π/ a_{0}$ ; $(0,0.25)2π/ a_{0}$在Bi $_{2}$ Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8+x}$中的库珀对密度调制的直接特征。这些调制的幅度约为均匀凝聚体密度的5%,其形状因子主要表现为$s$ / $s'$对称性。当具有$d$对称性形状因子和波矢$Q_{c}=Q_{p}$的电荷密度波与均匀的$d$对称性超导体共存时,这种现象在金斯堡-朗道理论中是可以预期的;它也被几个当代的赝能隙相微观理论所包…
2016-01-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nonequilibrium Cooper pairing in the nonadiabatic regime
我们得到了一个完整的解决方案的BCS配对状态的平均场动力学与一个大的,但有限数量的库珀对在非绝热制度。我们表明,问题减少到一个经典的可积哈密顿系统,并推导出一套完整的运动积分。凝聚体表现出不规则的多频振荡遍历探索守恒定律所允许的相空间的一部分。然而,在热力学极限下,系统可以渐近地达到稳态。
2005-11-25 cond-mat.supr-con
Quantum magnetic monopole condensate
尽管经过数十年的努力,磁单极子从未被发现为基本粒子。在实验中直接测量了单极和相关电流,并将其确定为涌现凝聚态系统中的拓扑准粒子激发。这些单极子和相关的电磁对称性被限制在经典电动力学中,单极子表现为经典粒子。在这里,我们表明,电磁对称性是最基本的,并扩展到全量子行为。我们证明了在低温下磁单极子可以在超导体中形成与电荷库珀对凝聚对偶的量子玻色凝聚。玻色凝聚体表现为具有无限电阻的超绝缘态,与超导性对偶。单极超电流导致迈斯纳效应的电学模拟,并导致库珀对被玻里雅科夫电弦线性限制,类似于强子中的夸克。
2021-02-17 cond-mat.supr-con hep-th
Cooper pairs without 'glue' in high-$T_c$ superconductors
我们解决的起源库珀对高$T_c$铜酸盐和超导(SC)冷凝的独特性质。在反铁磁背景中的流动空穴自发地形成对,没有任何“胶水”,定义了一个新的量子对象“对子”。在非相干赝能隙阶段,在$T_c$之上或在涡核之内,对铁结合能统计地分布,形成“库珀对玻璃”。与传统的SC相反,它是相互的对-对相互作用,这是对凝聚的响应。我们给出了一个自然的解释{ \it遍历刚性}的激发间隙,是唯一的载流子浓度$p$和$J$确定。在没有自旋波动的情况下,可以根据单个能量标度$\sim J$(金属-绝缘体转变处的交换能)来理解该相图。
2017-04-12 cond-mat.supr-con
Inverse Faraday Effect for Superconducting Condensates
超导凝聚体中的库珀对在圆极化电磁辐射的作用下获得了与温度有关的直流磁矩。在超流体唯象动力学理论的最简单版本,即含时的Ginzburg-Landau(GL)模型中研究了这种逆法拉第效应的机制。光感生磁矩的强烈影响的非耗散振荡的贡献超导序参量动力学出现由于GL弛豫时间的非零虚部。后一个量与超导状态下的霍尔效应的相关性允许建立直接和逆法拉第现象之间的联系。
2021-04-07 cond-mat.supr-con
Topological Nature of High Temperature Superconductivity
揭开高温超导本质的关键在于解决赝能隙态之谜。在欠掺杂区的赝能隙态是一个独特的热力学相,其特征在于向列性,温度二次电阻行为,和磁电效应。到目前为止,所观察到的赝隙相的普遍特征及其与高温超导的联系缺乏一般性的描述。所提出的工作构建了一个统一的有效场论捕捉所有的通用特性的高温超导材料和解释所观察到的相图。赝能隙态被认为是一个带电的磁磁隙凝聚体约束库珀对形成斜向超绝缘体的阶段。高温超导相图由三临界点(TCP)主导,在该三临界点处,基本库珀对凝聚体和带电磁性超导体凝聚体之间的一级转变与连续的超导体-正常金属和超导体-赝能隙态相变合并。高温超导相图的普适性反映了反铁磁有序诱导莫特绝缘体固有的磁性磁凝聚体与库珀对凝聚体之间竞争的独特拓扑机制。所得结果建立了高温超导体的拓扑性质,并为设计具有增强超导转变温度的材料提供了一个平台。
2021-02-13 cond-mat.supr-con hep-th
Superconducting Condensate Formation in Metallic Systems with Arbitrary Carrier Density (review)
本文给出了一个当代的和在一定程度上的教学审查目前的理论理解的形成超导态的金属系统与一个可变的载流子密度。我们试图描述从玻色-爱因斯坦凝聚型(小密度)到Bardeen-Cooper-Schrieffer型(大密度)的过渡。在整个治疗过程中使用功能性方法。大多数结果是第一次在审查表格中考虑的。其中一些(特别是赝能隙的可能打开)被用来解释高温超导体的实验数据。
1997-11-03 cond-mat.supr-con
Microwave Dressed States and Vacuum Fluctuations in a Superconducting Condensate
University of Waterloo(滑铁卢大学);Waterloo Institute of Nanotechnology(滑铁卢纳米技术研究所)
研究揭示了超导凝聚体与电磁场耦合时微波 dressed 状态的形成机制,并展示了超导体对真空波动的抑制作用。
2025-11-13 cond-mat.supr-con
Pair condensation in the BCS-BEC crossover of ultracold atoms loaded onto a 2D square lattice
研究了二维光晶格上超冷原子气体中弱束缚库珀对的Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)态到强束缚分子二聚体的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)态的跃迁.利用新兴的哈伯德模型的平均场BCS方程和费米子的非对角长程有序概念,我们解析和数值计算了零温下库珀对的束缚能、能隙和凝聚分数随晶格中原子相互作用强度和填充分数的变化。
2012-08-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Cooper Condensation and Pair Wave Functions in Strongly Correlated Electrons
Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所)
该研究提出基于2RDM的Penrose-Onsager框架,用于无偏识别强相关电子系统中的超导态,包括传统和奇异超导态,并揭示了凝聚体的结构和配对相关性。
2026-01-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interference of Cooper Pairs Emitted from Independent Superconductors
本文讨论了两个独立超导体发射的电子在两粒子分布中的干涉。阐明了在反聚束关联中出现的干扰是由于Hanbury Brown和Twiss效应引起的,而在正关联中由于超导引起的干扰则是本质上不同的,只不过是不同来源发射的库珀对的一阶干扰。这相当于两个独立的玻色-爱因斯坦凝聚体的干涉。
2010-05-16 cond-mat.supr-con quant-ph
The average kinetic energy density of Cooper pairs above T_c in YBa_2Cu_3O_{7-x}}, Bi_2Sr_2CaCu_2O_{8+δ}, and Nb}
本文对欠掺杂的YBa_2Cu_3 O_{7-x}、最佳掺杂的Bi_2Sr_2CaCu_2 O_{8+δ}和Nb三种单晶的超导态平均动能密度的平方根作了等场曲线。这些曲线,确定从等场磁化强度与温度测量和维里定理的超导性,探测序参量振幅附近的上临界场。Nb曲线与高T_c曲线之间的显著差异清楚地表明,对于高T_c曲线,T_c以下和T_c以上存在着独特的超导凝聚体。
2007-10-06 cond-mat.supr-con
Cooper Pair Formation in U(1) Gauge Theory of High Temperature Superconductivity
本文研究了包含U(1)规范相互作用的二维自旋-电荷分离的Ginzburg-Landau理论作为描述高温超导涨落凝聚的半唯象模型。通过对原GL作用量的变换,抽象出了库珀对的有效作用量.特别地,我们从自旋-电荷分离的角度阐明了正常态下库珀对关联的演化。进一步指出了库珀对与规范场的规范不变耦合,强调了库珀对对红外规范场涨落的不敏感性。
2000-06-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Stimulated emission of Cooper pairs in a high-temperature cuprate superconductor
玻色子的受激发射概念在现代科学技术中起着重要作用,并构成了激光器的工作原理。在受激发射过程中,入射光子增强了激发原子状态将跃迁到较低能量状态并生成相同能量的第二光子的概率。人们预计,但实验并未表明,受激发射通过提高散射的库珀对返回宏观占据的凝聚态而不是进入任何其他状态的可能性,对超导体中的零阻电流做出了显着贡献。在这里,我们使用时间和角度分辨的光电子能谱研究的非平衡准粒子人口在Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$铜酸盐超导体的超短激光脉冲诱导的初始上升。我们的发现揭示了在超导状态下准粒子的积累比在正常状态下慢得多。只有当泵脉冲太弱而不能耗尽超导冷凝物时,以及费米弧区域内的切割时,才会发生较慢的积聚。我们认为这是断裂的库珀对受激复合的一种表现,并表明费米弧区内外库珀对的形成是一个重要的动量空间二分法。
2016-07-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous isotope effect near a 2.5 Lifshitz transition in a multi-band multi-condensate superconductor made of a superlattice of stripes
计算了多带多凝聚体超导体在2.5 Lifshitz转变附近的临界温度(Tc)随掺杂的同位素效应。我们重点讨论了纳米结构和密度波金属(如自旋密度波或电荷密度波)中由于能带折叠而产生的多带效应。我们考虑一个量子条纹超晶格,在2.5 Lifshitz跃迁附近,条纹之间有有限的跳跃,出现一个新的子带,形成一个圆形的类电子费米表面口袋。本文描述了多带/多凝聚体超导中金属-金属相变时的一种特殊类型的BEC(玻色-爱因斯坦凝聚体)-BCS(Bardeen-Cooper-Schrieffer凝聚体)交叉,它与绝缘体-金属相变时的标准BEC-BCS交叉有很大不同.通过求解一维调制势垒的薛定谔方程得到电子波函数。根据目前在超冷费米子气体中使用的Leggett方法,利用k依赖各向异性的Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)多能隙方程和密度方程计算了k依赖和能量依赖的超导能隙.结果表明,当化学势调谐到2.5的Lifshitz跃迁时,金属-金属跃迁的同位素系数严重偏离标准BCS值0.5。由于超导带隙中的Fano反共振,临界温度Tc出现最小值,在BEC与BCS凝聚共存的点处,同位素系数发散。相反,在新出现的子带中,在极化子凝聚体与BCS凝聚体的交叉处,Tc达到最大值,同位素系数为零。
2012-09-07 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Flux pumping of Cooper pairs through a Josephson Energy-Suppression Pump
本文提出了一种新型的全磁通量驱动的约瑟夫森能量抑制泵(JESP)。该器件由两个超导环组成,超导环的一侧被超导纳米线中断,超导纳米线通过超导岛连接在一起。在纳米线的边缘处通过穿过环的磁通量产生的相位差可以使它们的库珀凝聚体崩溃,导致约瑟夫森能量的完全抑制。当通过纯磁泵浦周期执行库珀对泵浦而不涉及任何栅极调制时,该机制允许极大地减小漏电流。在非绝热情况下,通过主方程方法研究了JESP的抽运能力。
2021-09-28 cond-mat.supr-con quant-ph
The impact of the electric field on superconductivity in the time-dependent Ginzburg-Landau theory
本文讨论了电场对正常状态下绝缘体的超导体、低载流子浓度下的超导半导体和强相互作用下费米子的超冷气体的影响。电场穿透这些系统并影响库珀对。我们表明,如果有库珀对超导体的临界温度以上的电场迫使库珀对玻色凝聚和超导电性的开始,从而提高临界温度。为了研究这种现象,我们数值求解了由含时Ginsburg-Landau理论得到的s波超导体的麦克斯韦方程组。我们的研究为验证费米子配对先于超导电性和超流性提供了一条新的实验途径。
2020-02-11 cond-mat.supr-con
Odd triplet superconductivity induced by the moving condensate
一般认为,磁场通过诱导库珀对的有序运动来抑制超导性。我们证明了磁场可以通过诱导超导凝聚体的运动来提供超导关联的产生。这种效应出现在超导体/铁磁体异质结构中的Rashba自旋轨道耦合的存在下。我们预测的奇频自旋三重态超导关联称为Berezinskii命令被打开在大的距离从超导体/铁磁体界面的应用程序的磁场。结果表明,这将导致超导体/铁磁体结构中的约瑟夫森效应和局域态密度的异常行为。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Renormalization of antiferromagnetic magnons by superconducting condensate and quasiparticles
本文提出利用反铁磁绝缘体与正常或超导金属界面的未补偿磁矩诱导有效交换场,通过准粒子自旋极化和自旋三重态库珀对屏蔽使磁振子色散重整化,实现无外磁场下简并磁振子模式劈裂,并可用于测量界面有效交换场幅值。
2023-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Exciton-polariton mediated superconductivity
我们在微腔物理的框架下重新审视了超导的激子机制,用激子-极化激子玻色-爱因斯坦凝聚体的激发取代虚激子作为库珀对的结合剂。我们考虑一个模型微腔,其中一个二维电子气的量子阱夹在两个未掺杂的量子阱之间,在那里形成极化激元凝聚。我们发现,超导电性的临界温度显着增加与凝聚人口,开辟了一条新的途径,高温超导。
2010-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Shape resonance at a Lifshitz transition for high temperature superconductivity in multiband superconductors
本文讨论了两带超导体在费米面颈坍缩和出现斑点时,通过调节Lifshitz跃迁处的化学势,在超导带隙中的形状共振。复杂物质的高温超导方案显示了共存的第一个BCS冷凝物制成的库珀对在第一个频带和第二个玻色子一样的凝聚物制成的玻色子一样的双极化子,在第二个频带的化学势调谐附近的Lifshitz转变。带间耦合控制了两种凝聚体对交换中的形状共振。我们讨论了特定的BCS-玻色交叉,发生在形状共振调谐的Lifshitz参数(化学势和Lifshitz拓扑转变之间的能量差),如调谐外部磁场的超冷气体中的费什巴赫共振。这种超导相提供了一个特殊的拓扑超导性的情况下,多个凝聚体的不同绕组数
2010-12-11 cond-mat.supr-con
BCS-BEC crossover in quantum confined superconductors
超窄超导体处于强量子限制状态,形成与电子结构的许多子带相关的多个相干凝聚体。在这里,我们分析了多带BCS-BEC交叉诱导的化学势调谐接近子带底部,对应的超导形状共振。在基态的凝聚分数和对相关长度的演化作为化学势的函数证明了BCS-BEC交叉的可调谐性的凝聚组分的选定的子带。当配对强度和/或相互作用的特征能变大时,交叉机制的扩展增加。我们的结果表明,共存的大,小库珀对的交叉制度,导致高转变温度超导的最佳参数配置。
2015-12-16 cond-mat.supr-con
BEC-BCS crossover, phase transitions and phase separation in polarized resonantly-paired superfluids
研究了两种费米子原子(超精细态标记为$\uparrow,\downarrow$)简并气体中的共振配对s波超流性,当两种费米子原子的$N_{\uparrow}$和$N_{\downarrow}$的个数{ \it}不相等时,制度是“两极化”的。我们发现,从紧密结合的双原子分子的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)极限到弱相关库珀对的Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)极限的连续交叉,在等布居数下被广泛研究,在施加的布居数差$ΔN \equiv N_\uparrow - N_\downarrow$下被各种不同的现象打断。我们的研究结果总结了一个"极化\rq \rq($ΔN$)与Feshbach共振失谐($δ$)零温相图,它显示了相分离,周期性FFLO超流体,极化正常费米气体和极化分子超流体组成的分子凝聚体和完全极化费米气体。我们描述了许多这样的阶段和它们之间的过渡的实验签名,特别是专注于它们的空间结构中的非均匀环境中的原子陷阱。
2007-01-23 cond-mat.supr-con
s-wave Cooper pair insulators and theory of correlated superconductors
铜氧化物高温超导体的赝能隙态常被看作是一种未知的竞争有序或超导电性的先驱态。在等待解决的pseudogap问题的铜酸盐,我们表明,当地的配对波动,涡旋液体动力学和其他前体现象可以出现相当普遍的费米激发保持间隙跨越超导过渡,无论间隙的起源。我们选择了一个易于处理的模型是一个晶格带绝缘体与短程吸引力之间的相互作用的费米子在s波通道。在二维以上的任何带绝缘体中,Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)和玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)区域之间都存在有效的交叉,而在二维中,BEC区域只存在。在BEC体系中,超导转变是“非常规”的(非对破缺),可以用玻色子平均场或XY普适类来识别。在BEC体系中,与超导体相邻的绝缘体是库珀对的玻色子莫特绝缘体,它可能对电荷密度波有序化敏感。我们构建了一个函数的多体激发光谱的非解析的变化定义带和莫特绝缘体之间的鲜明区别。通过在莫特绝缘体中驱动库珀对激光,可以观察到相应的“二级跃迁”。我们明确地表明,在任何BEC制度,尽管量子涨落的间隙带电玻色子激发低于库珀对分裂的阈值。我们的讨论结束时的观点可能的后果铜,其中的波腹对动力学有一定的共同特点,我们简单的s波图片。
2012-06-08 cond-mat.supr-con
Pair-pair interactions as a mechanism for high-T$_c$ superconductivity
库珀对之间的相互作用被认为是超导态的一种机制。高于$T_c$,预先存在但波动的库珀对产生非常规的{ \it赝隙}(PG)状态,其特征在于通过实验。在临界温度,对-对相互作用引起这些预形成的对的类玻色凝聚,导致超导(SC)状态。在$T_c$以下,凝聚能和对-对相互作用$β$都与凝聚密度$N_{oc}(T)$成正比,而通常的费米能级谱隙$Δ_p$与温度无关。新的序参量$β(T)$可以作为温度、载流子浓度和无序度的函数,即相图。铜氧化物的复杂性,揭示了大量的参数,是一个后果的{ \it耦合准粒子的库珀对激发}。后一种解释得到了观测到的准粒子谱函数的有力支持。
2015-04-17 cond-mat.supr-con
Microscopic Evidence for Preformed Cooper Pairs in Pressure-Tuned Organic Superconductors near Mott Transition
一个奇怪的电子状态伴随着一个异常的超导前体和/或奇异的订单,称为赝能隙状态,出现在超导冷凝物的低掺杂铜氧化物,位于附近的莫特转变。另一种使系统接近莫特跃迁的方法是改变带宽或关联强度,这为探索这种奇异态提供了一个新的维度。在这里,我们报告的核磁共振(NMR)研究层状有机超导体的半填充带的宽度是压力调谐附近的莫特转变。位于莫特转变的边缘的系统显示出赝隙般的反常抑制自旋激发冷却从超导临界温度$T_{\mathrm{c}}$以上。NMR弛豫速率的压力变化表明,通过施加压力,类赝隙行为被迅速抑制。在不同的磁场变化高达18 T下的NMR实验证明,在金属相中不存在与超导性竞争的对称性破缺序,例如电荷序。值得注意的是,赝能隙以上的行为$T_{\mathrm{c}}$和超导冷凝物淡出平行上升的磁场下具有类似的场取向依赖性,表明超导前体是赝能隙的主要来源。我们进一步研究了不同材料在化学压强作用下离Mott跃迁的“距离”不同的情况,证实了超导的前兆不是通常的低维振幅涨落,而是Mott跃迁附近增强的库珀对的非常规预形成。这些研究结果得出结论,预制库珀对持续高达两倍高的$T_{\mathrm{c}}$的带宽控制的莫特过渡的边缘。
2022-09-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Confinement and Asymptotic Freedom with Cooper pairs
粒子物理学的标准模型中最深刻的一个方面,即禁闭束缚夸克成为强子的机制,还没有得到充分的理解。唯一已知的半经典禁闭机制,在磁单极子凝聚体中由色电弦介导,仍然缺乏实验证据。在这里,我们表明,无限电阻超绝缘状态,出现在绝缘侧的超导体-绝缘体过渡的超导薄膜提供了一个实现的限制,允许直接的实验访问。我们发现超绝缘体实现了单色版本的量子色动力学,并建立了夸克到库珀对的映射。我们揭示了超绝缘的机制是库珀对通过电弦线性束缚成中性“介子”。我们的研究结果提供了一个强大的实验室,探索和测试的限制,渐近自由,以及相关的量子色动力学现象的基本含义,通过对超导体的桌面实验。
2018-11-07 cond-mat.supr-con hep-th
Raman Photoassociation of Bose-Fermi Mixtures and the Subsequent Prospects for Atom-Molecule Cooper Pairing
我们从理论上研究了简并玻色-费米混合原子的拉曼光缔合以及原子和分子之间的反常(库珀)配对的前景。稳定的费米子分子通过自由束缚-束缚受激拉曼绝热通道产生,与纯玻色子系统相反,尽管碰撞也会发生。由于剩余的原子凝聚体增强了费米子内的相互作用,超流体向原子-分子库珀对的转变发生在比目前可行的温度低大约一个数量级的温度下。
2004-03-18 cond-mat.soft cond-mat.supr-con nucl-th
"Moth-eaten effect" driven by Pauli blocking, revealed for Cooper pairs
我们将著名的库珀问题扩展到一对之外,并研究了这个稀释极限是如何与多对BCS凝聚相联系的。我们发现,所有从稀释到密集的制度对,泡利阻塞诱导相同的“虫蛀效应”的复合玻色子激子的存在。这种效应使平均对结合能随对数目线性下降,使其在标准BCS构型中为单对值的一半。这证明,与一般的理解不同,BCS能隙远大于破偶能量。这种增加来自于泡利在断裂对和未断裂对之间的阻塞。我们的结果和BEC-BCS交叉之间的可能联系进行了讨论。
2010-09-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
The average kinetic energy density of Cooper pairs above $T_c$ in ${\rm YBa_2Cu_3O_{7-x}}$, ${\rm Bi_2Sr_2CaCu_2O_{8+δ}}$, and ${\rm Nb}$
我们获得了欠掺杂$YBa_2Cu_3O_{7-x}$、最佳掺杂$Bi_2Sr_2CaCu_2O_{8+δ}$和Nb三种单晶超导态平均动能密度平方根的等场曲线。这些曲线,确定从等场磁化强度与温度测量和维里定理的超导性,探测序参量振幅附近的上临界场。Nb和高$T_c$曲线之间的显著差异清楚地表明,对于后一种情况,在$T_c$之下和之上存在独特的超导凝聚体。
2007-10-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bosonization of Cooper pairs and novel Bose-liquid superconductivity and superfluidity in high-$T_c$ cuprates and other systems
利用不确定原理和玻色子平均场论,给出了高$T_c$铜氧化物和其它赝能隙物质中库珀对玻色子化和新型玻色液体超导电性和超流性的判据.我们认为,在库珀对(存在于普通金属和具有大费米能的重掺杂铜氧化物中)的费米子极限中发生的BCS型s波或d波超导性不是具有低费米能的欠掺杂到过掺杂铜氧化物的特征。高$T_c$铜氧化物和其它赝能隙物质的超导序参量不能确定为类BCS(s或d波)能隙。我们发现,非常规的超导电性/超流性发生在玻色子极限的库珀对存在于低费米能量系统中,其中玻色子库珀对形成在赝能隙温度T* 以上的超导/超流转变温度$T_c$,然后这样的玻色子凝聚成玻色超流在$T_c$。吸引玻色子的对凝聚发生在$T_c$处,然后它们的单粒子凝聚发生在低于$T_c$的$T_c^*$处(三维(3D))或T=0处(二维(2D))。在$T_c$下面,相干的单粒子和玻色子对凝聚体作为两个不同的超流相存在。通过求解高- $T_c$铜氧化物的平均场方程,在低于T* 但高于$T_c=T^{3D}_c$的温度$T_v=T^{2D}_c$以下存在的涡旋状状态和低于$T_c$的两个超导相)及其由玻色子超流刚度表征的性质,并与关键的实验结果进行了比较。玻色液体的超导电性和超流性也存在于其他奇异的超导体/超流体中,包括量子液体、原子费米气体和低密度核物质。
2017-10-02 cond-mat.supr-con
Number-Phase Fluctuations in Isolated Superconductors
我们改进了Bardeen-Cooper-Schrieffer波函数,使其具有固定的粒子数,从而包含了超出平均场处理的多体关联。结果表明,在弱耦合区,关联对基态能量的降低远大于库珀对凝聚。此外,它们自然会带来凝聚粒子数量的叠加。因此,在量子力学的各种束缚态形成中,库珀对凝聚是特殊的,因为通过粒子与非凝聚库的动态交换,凝聚体中必然存在数量涨落。在此基础上,我们提出$\varDelta N_{\rm con}\cdot \varDelta ϕ\gtrsim 1$作为与超导体和超流体中的数-相涨落有关的不确定关系,其中用凝聚粒子数$N_{\rm con}$代替总粒子数$N$ .该公式意味着即使在自$\varDelta N_{\rm con}\gg 1$以来数量固定的超导体和超流体中也可以建立宏观相$ϕ$。
2018-09-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
How do chiral condensates affect color superconducting quark matter under charge neutrality constraints?
在电中性和色中性约束下,研究了消失温度下手性凝聚体的动态形成对彩色超导相的影响。我们将表明,出现在色味锁定(CFL)相位密度下降旁边的相位取决于双夸克耦合的强度。特别地,无间隙CFL(gCFL)相仅在弱耦合制度中实现。我们给出了一个定性的论点,为什么gCFL相在弱耦合区被取代的强耦合的一些其他阶段,一旦动力学手征对称性破缺和库珀对形成之间的竞争被考虑。
2005-04-12 cond-mat.supr-con hep-ph nucl-th
Textures and Vortices in d-Wave Fermi Condensates in Atomic Gases
从理论上研究了具有d波对对称性的超流体的基本性质。我们考虑中性原子费米气体在谐波陷阱,库珀配对产生的费什巴赫共振通过d波相互作用通道。构造了一个Ginzburg-Landau(GL)泛函,该泛函对五个分量序参量(OP)具有对称性约束.我们发现稳定的OP纹理和涡旋的所有三个阶段,这是已知的GL功能的能量最小值;铁磁,极性和循环阶段在静止和旋转。特别是,我们触及的非阿贝尔分数1/3涡在旋转下的循环相的稳定性条件。提出了如何用光学方法在原子气体中实验产生有趣的1/3涡旋。
2009-12-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Deconstructing Superconductivity
我们提出了一个三维解构模型的s波全息超导体。2+1维模型包括多个带电的库珀对场和中性激子场,它们之间的相互作用受隐藏的局部对称性控制。我们推导出AdS/CFT-like关系的电流和电荷密度的模型,我们分析的库珀对凝聚和复杂的电导率的属性。
2012-08-21 cond-mat.supr-con hep-ph hep-th
Hofstadter-Hubbard model with opposite magnetic fields: Bardeen-Cooper-Schrieffer pairing and superfluidity in the nearly flat butterfly bands
尽管众所周知的Hofstadter蝴蝶的多带谱,它原来的时间反演对称的Hofstadter-哈伯德模型的配对相关是很好地描述了一个单一的序参量,是在实空间中均匀。利用BCS平均场论,在低磁通极限的近平蝶带制度,在这里,我们揭示了一些不寻常的超流性质都在基态和在有限的温度。我们的全面分析包括但不限于序参量,冷凝物和超流分数,以及临界BCS和BKT转变温度。
2017-10-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in the Model with non Cooper Pairs
本文在较早得到证实的金属中电子-电子引力有效势表达式的基础上,提出了经典束缚电子对存在形成机会的假设。结果表明,与库珀对不同,这种方法中电子对的能量在电子对的质心处为负。这一事实改变了所提出的模型中超导现象的模式。首先,在单粒子能谱中,动量网格上最近邻的占据态一侧,由于平均场对电子态能量的影响,出现了能隙。其次,凝聚体是由能量低于能隙边缘的电子态形成的。从所提出的模型出发,在系统中不发生玻色凝聚。在准经典近似下,London的假设得到了证实。
2003-12-14 cond-mat.supr-con physics.class-ph quant-ph
Topological bulk and edge correlations of BCS condensate in a two-dimensional singlet-triplet spin pairing model
本文研究方格上单重态-三重态自旋配对模型,利用相反自旋的实空间关联函数表征BCS凝聚体基态的拓扑相及边缘模式。
2023-09-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Surface Cooper pair spin waves in triplet superconductors
我们研究了自旋三重态超导体的电动力学,包括偶极相互作用,这引起了凝聚体的集体自旋动力学和轨道迈斯纳屏蔽电流之间的相互作用。在这个理论中,我们确定了一类自旋波,起源于自旋对称性破缺三重态序参量和电磁场的耦合动力学。特别是,我们研究静磁自旋波模式,本地化的样品表面。我们表明,这些表面模式可以激发和检测使用实验技术,如微波自旋波共振光谱或氮空位磁强计,并提出这些模式的检测提供了一种手段,用于识别自旋三重态超导性。
2022-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
1 minute parity lifetime of a NbTiN Cooper-pair transistor
超导岛的基态的宇称调制是库珀对凝聚体的存在的直接结果,偏好偶数个载流子。奇数未成对准粒子的附加能量等于超导能隙$Δ$,在低温极限下抑制单电子跳跃。控制准粒子占据对于超导量子比特是至关重要的,因为单电子隧穿导致退相干。特别是,拓扑量子计算依赖于宇称控制和读出的马约拉纳束缚态。在这里,我们提出的奇偶性调制的第一次铌钛氮化物(NbTiN)库珀对晶体管耦合到铝(Al)的引线。我们表明,该电路是兼容的磁场的要求在100 mT的范围内诱导拓扑超导自旋轨道耦合纳米线。我们观察到的宇称寿命超过1分钟是几个数量级高于所需的门时间的磁通控制编织的马约拉纳状态。我们的研究结果很容易地表明,NbTiN岛可以奇偶控制,因此提供了一个很好的平台,超导相干电路工作在磁场。
2015-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic field induced pattern of coexisting condensates in the superconducting state of CeCoIn$_5$
在通常的超导体中,载流子形成总动量为零的库珀对,这意味着超流密度是均匀的。几十年来,我们知道在高场下观察到Fulde-Ferrel-Larkin-Ovchinikov(FFLO)状态是先验可能的,在这种状态下,超流密度表现出依赖于场的调制。在材料中寻找这种不均匀的凝聚体是非常令人兴奋的主题,特别是在发现CeCoIn $_5$中有希望的高场超导(HFSC)相之后。然而,随后的中子和NMR实验与CeCoIn $_5$中的FFLO图像相矛盾,建立了不同HFSC状态与磁调制的令人困惑的耦合。在这里,我们表明,一种新型的奇异态在高场CeCoIn $_5$中观察到的共存凝聚体的模式体现。具体模式包括d波单重SC态、交错的$π$ -三重SC态和自旋密度波(SDW)。由于粒子-空穴的不对称性,这三种凝聚体可以单独出现,也可以一起出现,这为研究可能包括高$T_c$铜酸盐和磷钨酸盐的反铁磁超导体提供了一个新的视角。CeCoIn $_5$中的场诱导的到图案状态的转变仅仅是一般机制的范例,该一般机制通过形成冷凝物的图案来防止场消除主导冷凝物。这不仅在电子系统中,而且在其他系统中寻找奇异态开辟了新的途径,在这些系统中,非均匀凝聚体被积极地讨论,如被困的原子费米气体和致密夸克物质。
2009-02-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
What do the phase-sensitive experiments tell us?
铜氧化物超导体的相敏实验告诉我们凝聚态波函数的对称性。但是,他们不能确定库珀对的对称性。为了描述超导态,需要两个波函数,凝聚波函数和配对波函数。前者描述了电子对的整体运动,后者描述了一对电子中两个电子的相对运动。在相敏约瑟夫森测量中观察到的$π$相移不能证明对态是d波。我们在这里提出一个新的解释,并预测一些新的可观察到的现象。
2002-10-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superlight bipolarons and a checkerboard d-wave condensate in cuprates
大约在半个世纪前,巴伯、库珀和施里弗的开创性工作被埃利阿什伯格进一步发展到中间耦合,解决了传统超导体的问题。Froehlich和Jahn-Teller的电子-声子相互作用被认为是所有新型超导体的基本物理学。BCS理论提供了对其中一些如硼化镁和掺杂富勒烯(如果考虑极化子形成)的定性正确描述。然而,铜酸盐仍然是一个问题。在这里,我表明,双极化子扩展的BCS理论的强耦合制度可能是一个解决方案。在这一领域的低能物理学是小的“超轻”双极化子,它是由声子装扮的真实空间移动玻色子对。在双极化子理论的框架下解释了序参量的对称性和空间调制。双极化子的d波玻色-爱因斯坦凝聚体表现为空穴密度和低于Tc的能隙的棋盘调制。
2003-06-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con