Effect of the type I to type II Weyl semimetal topological transition on superconductivity
本文讨论了最近发现的Ⅰ型和Ⅱ型Weyl半金属之间的拓扑转变对超导电性的影响。导出并求解了拓扑相变条件下Weyl半金属弱超导电性的Gorkov方程组。临界温度和超导能隙在转变点处都有尖峰,尖峰是狄拉克锥倾斜参数的函数,而狄拉克锥倾斜参数又由材料参数如压力决定。超导激发的频谱在两个阶段是不同的:尖锐的锥形尖峰是I型的特征,而两个平行的几乎平坦的带,在II型中形成。计算了跃迁两侧的谱密度,显示了不同权重的谱带。因此,超导性可以作为拓扑变换的明确指标。根据最近的实验结果进行了讨论。
2017-03-07 cond-mat.supr-con
Tip induced unconventional superconductivity on Weyl semimetal TaAs
外尔费米子是一种具有确定手征性的无质量狄拉克费米子,自1929年以来一直是人们追求的目标。虽然在自然界中还没有观测到Weyl费米子作为基本粒子,但在Weyl半金属中,它可以被实现为Weyl点附近的低能激发态,这种半金属在体相中具有Weyl费米子锥,在表面上具有非平凡的费米弧态。TaAs晶体是首次发现的Weyl半金属,在动量空间中存在12对Weyl点,这些Weyl点在拓扑上是不受小扰动影响的。本文首次报道了用点接触光谱法在TaAs晶体上观察到的针尖诱导超导电性。在点接触谱中观察到电导平台和尖锐的双凹陷,表明具有非常规p波超导性。此外,在低温区检测到零偏压电导峰,表明可能存在马约拉纳零模式。实验观察到的隧道谱可以解释与一种新的镜像对称保护的拓扑超导体诱导的TaAs,它可以表现出零偏压和双有限偏压峰,和双电导下降的测量。我们的工作为从拓扑外尔材料中寻找新的拓扑超导相开辟了一条广阔的道路,并引发了对马约拉纳费米子的深入研究。
2016-07-02 cond-mat.supr-con
Superconductivity-Induced Ferromagnetism and Weyl Superconductivity in Nb-doped Bi$_2$Se$_3$
最近的实验表明,零场磁化出现在超导转变温度以下的Nb掺杂的Bi_2Se_3。这证明超导态自发地打破了时间反演对称性,并可能处于手征拓扑相。这与Cu掺杂的情况形成鲜明对比,Cu掺杂的情况可能处于非晶相并且自发地破坏旋转对称性。通过从微观模型导出系统的自由能,我们发现Nb原子的磁矩可以被手征库珀对极化,从而扩大了手征拓扑相的相空间.我们进一步表明,手征拓扑相是一个外尔超导相与体节点,连接的表面马约拉纳弧。
2016-08-26 cond-mat.supr-con
Strong magnetic field induces superconductivity in Weyl semi - metal
建立了二维两带外尔超导体在磁场作用下的正常-超导共存线的微观理论。结果表明,非超导或在零场下临界温度$T_{c}$较小的Weyl半金属,当磁场被调谐到一系列量子化值$H_{n}$时,在较高温度下可能变为超导体.这种配对发生在朗道能级上。由于量子极限已经在几种外尔材料中接近,因此外尔半金属中的这种现象比抛物带金属中的这种现象更容易检测。在朗道能级上超导的一个实验特征是磁阻的降低。这已经在$Cd_{3}As_{2}$和其他几种化合物中观察到。沿着这些路线的新的量子振荡的磁阻检测$ZrTe_{5}$进行了讨论。
2017-10-14 cond-mat.supr-con
Proximity-Induced Superconductivity with Subgap Anomaly in Type II Weyl Semi-Metal WTe2
由于II型Weyl半金属二碲化钨(WTe 2)具有非平凡的拓扑能带结构,在其超导相可能出现非常规性质。虽然在II型Weyl半金属WTe 2中实现本征超导性一直是一个挑战,但邻近效应可能为实现超导性开辟一条途径。在这里,我们报告的观察邻近诱导超导性与长的相干长度沿c轴WTe 2薄片的基础上WTe 2/NbSe 2范德华异质结。有趣的是,我们还观察到从超导态到正常态的过渡过程中的微分电阻的异常振荡。理论计算与实验结果吻合良好,揭示了这种亚能隙反常是邻近效应引起的超导态WTe 2的本征性质.我们的研究结果丰富了对第二类Weyl半金属超导相的理解,并为其在拓扑量子计算中的应用铺平了道路。
2018-11-15 cond-mat.supr-con
Emergence of high-temperature superconductivity at the interface of two Mott insulators
界面超导电性表现在各种类型的异质结构中:带状绝缘体-带状绝缘体、带状绝缘体-莫特绝缘体和莫特绝缘体-金属。报道了在一种互补的、期待已久的异质结构中观察到的高温超导性。这种异质结构由两种莫特绝缘体La_2CuO_4(LCO)和PrBa_2Cu_3O_7(PBCO)组成。通过仔细控制氧化条件和选择性地用Fe原子掺杂抑制超导电性的CuO 2平面,我们发现超导电性出现在LCO侧,并且被限制在界面附近的不超过两个晶胞(约2.6 nm)内。当生长过程中存在过量氧时,会出现克服Fe势垒的现象。讨论了界面高温超导的一些可能机制,并将其归因于氧的再分布。
2021-11-23 cond-mat.supr-con
Large Josephson current in Weyl nodal loop semimetals due to odd-frequency superconductivity
外尔结圈半金属(WNL)在体中具有封闭的结线圈费米面、受保护的零能平带或鼓面、表面态和强自旋极化。鼓面态的态密度大,使得WNL半金属非常容易电子有序化。同时,自旋极化由于其自旋单态性质而天真地阻止了传统的超导性。在这里,我们表明完全相反:WNL是非常有前途的超导约瑟夫森结材料,完全是由于奇频超导性。通过在两个常规超导体之间插入WNL,我们从理论上证明了非常大的约瑟夫森电流的存在,甚至比正常金属大几个数量级。大电流是由自旋单重态对通过外尔色散和鼓面态有效地转化为奇频自旋三重态配对而产生的,从而确保了异常的邻近效应。因此,WNL约瑟夫森结为探测和探索奇频超导提供了独特的可能性。
2020-07-17 cond-mat.supr-con
Pressure-induced electronic topological transition and superconductivity in topological insulator Bi2Te2.1Se0.9
发现拓扑超导体的一种方法是建立基于已识别的拓扑绝缘体的超导性。然而,超导性与拓扑态的共存一直是《双城之战》的难解之谜。本文报道了压力对拓扑绝缘体Bi_2 Te_(2.1)Se_(0.9)的晶体结构、电子结构和超导电性的影响。在8.4GPa压力下,第一个结构转变开始,随后的结构序列为R-3 m-C2/m-C2/c-Im-3 m,直至37 GPa。在2.4GPa时开始出现超导现象,超导转变温度约为6.6K。此外,在2.5GPa附近,c/a和模的半高宽(FWHM)的异常变化表明发生了电子拓扑转变(ETT)。这些结果表明,ETT对低压菱面体相拓扑绝缘体Bi_2 Te_(2.1)Se_(0.9)的超导电性有显著的促进作用。我们的工作阐明了Bi2Te2.1Se0.9中复杂的电子结构,并揭示了拓扑绝缘体中超导性的新候选者。
2022-09-29 cond-mat.supr-con
Higher-order topological superconductivity in type-II time-reversal-symmetric Weyl semimetals with a hybrid pairing
South China Normal University(华南师范大学);The University of Hong Kong(香港大学)
研究发现二维时间反演对称韦伊尔半金属中存在高阶拓扑超导性,通过混合配对实现不同表面的超导态。
2025-11-12 cond-mat.supr-con
Superconductivity in Type-II Weyl Semimetals
我们研究了在两个手征相反的外尔点周围具有倾斜色散的外尔半金属中的超导电性。在没有任何倾斜的情况下,围绕每个外尔点的两个费米片之间的零动量配对的状态在超导能隙函数中具有四个点节点。此外,超导体的表面具有费米弧态和马约拉纳平坦带。我们表明,量子相变发生在一个临界值的倾斜,在这两个间隙节点消失合并在第一布里渊区的中心,或通过逃避在其边缘,这取决于倾斜的方向。在动量空间中的马约拉纳平带占据的区域被发现增加的倾斜参数是较大的。此外,由于电子态密度的奇异性,在量子相变附近,超导临界温度和电子比热可以提高。
2018-04-03 cond-mat.supr-con
Superconductivity in type II layered Weyl semi-metals
新颖的准二维典型层状半金属提供了一个独特的机会来控制密度,甚至拓扑结构的电子物质。在嵌入MoTe 2 II型Weyl半金属中,色散关系锥的倾斜是如此之大,以至于费米面的拓扑结构不同于更常规的I型。最近在该化合物中观察到的超导性[Zhang et al,2D Materials 9,045027(2022)]证明了两个令人困惑的现象:在宽密度范围内,栅极电压对临界温度Tc没有影响,而它对层间距离非常敏感。建立了考虑库仑排斥效应的层状Weyl材料中的声子配对理论,解释了MoTe 2中的上述两个特征.第一个特征是任何II型拓扑材料的普遍特征,第二个特征反映了嵌入材料的性质对库仑屏蔽的影响.
2023-01-20 cond-mat.supr-con
Stability of Unconventional Superconductivity on Surfaces of Topological Insulators
拓扑绝缘体表面的超导电性是各向异性的,其对称性是s波和无节点p波的混合。与Anderson关于s波超导体临界温度对时间反转对称(TRS)杂质不敏感的定理相反,各向异性超导体(包括无结p波超导体)即使在TRS杂质浓度很低的情况下也是脆弱的。通过使用Abrikosov-Gor'kov理论,我们澄清了这种类型的非常规超导性出现在强拓扑绝缘体的表面态上,能够稳健地抵抗TRS杂质。
2011-04-07 cond-mat.supr-con
Kohn-Luttinger Superconductivity of Weyl Fermi Arcs in PtBi$_2$
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所)
本文利用Kohn-Luttinger方法计算了非中心对称Weyl半金属PtBi$_2$表面态(Weyl费米弧)的电子介导配对相互作用,发现主导超导不稳定性为具有弧内节点的$i$波对称性,为拓扑$i$波超导观测提供了可能机制。
2026-07-09 cond-mat.supr-con
Topological Superconductivity in a two-dimensional Weyl SSH model
研究了由Su-Schrieffer-Heeger(SSH)链组成的二维Weyl系统中拓扑超导电性的出现.先前对该模型的分析表明,在自旋电子之间增加一个有吸引力的哈伯德相互作用会导致一个具有复杂配对结构的超导态,但在拓扑学上是微不足道的。在这里,我们考虑一个配对相互作用,耦合无自旋费米子在同一个单位晶胞内的相反的子晶格。我们观察到,这种物理动机,动量无关的配对相互作用诱导拓扑超导状态,其特征在于具有非平凡相位的间隙函数,以及沿着垂直于SSH二聚化方向的边缘的马约拉纳和费米弧边缘状态。此外,我们观察到一个过渡作为配对相互作用强度和化学势的函数,表示由四个Bogoliubov-Weyl节点的拓扑电荷的符号的变化。
2022-03-22 cond-mat.supr-con
Odd parity superconductivity in Weyl semimetals
物质的非常规超导态是在强自旋轨道耦合的存在下实现的。特别地,非简并能带可以支持具有丰富拓扑内容的奇宇称超导。在这里,我们研究这是否是外尔半金属的情况。这些系统的低能量部分,在没有相互作用的情况下,通过在三维空间中线性分散手性费米子来描述。能谱在布里渊区中的偶数个点处具有节点。因此,节内有限动量对和节间BCS超导都是允许的。对于局域吸引相互作用,在有限化学势下,具有手征p波对称性的有限动量对态是最有利的。这种状态类似于超流$^{3}$ He A相,库珀对具有有限的质心动量。对于节点处的化学势,状态被完全带隙的电荷密度波抢占。对于长程吸引,BCS态在所有化学势值下都胜出。
2013-05-30 cond-mat.supr-con
Two Mott Insulator Theory of Superconductivity in K$_3$X (X: picene, .. p-terphenyl, .. C$_{60}$)
我们在芳香烃和富勒烯家族K $_3$ X(X:picene,...对三联苯,C $_{60}$)。芳香烃分子支持RVB状态。凝聚稳定性(芳香性)使它们不愿意成为电子受体。我们认为,X只接受两个(不是所有三个)电子从K $_3$和创建带电RVB的X $^{2-}$,并成为(分子)库珀对盒。X $^{2-}$分子之间的弱约瑟夫森耦合产生玻色莫特绝缘体,一种潜在的高Tc超导体。配合物(K $_3)^{2+}$)中剩余的孤电子占据了合适的金属轨道杂化。它们通过X $^{2-}$分子桥弱杂化,形成重整化K原子轨道的半填充带,即费米莫特绝缘体。RVB物理和电荷转移(相互掺杂)或外部掺杂的相互作用导致一个或两个莫特绝缘体中的超导性。在我们的理论中,有室温超导的空间。
2017-04-26 cond-mat.supr-con
Generic phase diagram for Weyl superconductivity in mirror-symmetric superconductors
研究了三维奇宇称或非中心对称镜像超导体在时间反演对称性破缺时的拓扑相变。我们构造了镜像对称超导体中Weyl超导性的一般相图。结果表明,外尔超导电性一般出现在平凡和拓扑晶体超导相之间。我们演示了如何外尔节点的轨迹确定的拓扑相变中的镜像陈数的变化。我们还讨论了粒子-空穴对称性与实现拓扑晶体超导相的Weyl节点轨迹之间的关系。
2018-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gossamer Superconductivity near Antiferromagnetic Mott Insulator in Layered Organic Conductors
层状有机超导体接近于莫特绝缘体。用Gutzwiller变分法研究了一个含自旋交换耦合项的哈伯德模型。基态被发现是一个Gossamer超导体在小现场库仑排斥U和反铁磁莫特绝缘体在大U,由一级相变分开。我们的理论与有机超导体中报道的主要实验定性一致。
2004-09-18 cond-mat.supr-con
Superconductivity in multi-Weyl semimetals: Conditions for the coexistence of topological and conventional phases
Center for Nanotechnology and Advanced Materials CIEN-UC(纳米技术与先进材料中心 CIEN-UC)
研究多韦尔半导体中拓扑相与常规相共存的条件,揭示了拓扑排斥机制及临界温度与手性指数的关系。
2025-12-22 cond-mat.supr-con
Proximity effect of s-wave superconductor on inversion broken Weyl Semi-Metal
本研究通过量子隧穿模型研究s波超导体对破缺反演对称Weyl半金属的近邻效应,发现低能电子态失配导致超导性快速衰减。
2024-02-09 cond-mat.supr-con
Proximity effect induced intriguing superconductivity in van der Waals heterostructure of magnetic topological insulator and conventional superconductor
本文在 MnBi2Te4/NbSe2 范德华异质结中观测到邻近效应诱导的超导性,并通过角度依赖磁阻揭示其非传统配对特征。
2023-10-31 cond-mat.supr-con
Two step I to II type transitions in layered Weyl semi-metals and their impact on superconductivity
新颖的“准二维”典型的层状(半)金属提供了一个独特的机会来控制密度,甚至拓扑结构的电子物质。与掺杂和栅极电压一起,通过应用流体静压力来实现鲁棒调谐。在Weyl半金属中,色散关系锥的倾斜度k随压力增加,因此从更常规的I型Weyl半金属k < 1开始,能够达到II型k > 1.这种转变的微观理论的构建。据发现,在增加压力的I到II的转变发生在两个连续的步骤。在第一个步骤中,相反手性的圆锥聚结,从而恢复手征对称性,而第二个过渡到费米表面延伸整个布里渊区发生在较高的压力。谱带的平坦化导致库仑屏蔽的深刻变化。最近在这两种类型的外尔半金属中在宽的压力和化学成分范围内观察到超导性。声子理论的配对,包括库仑排斥的层状材料的构建和应用到最近的广泛的实验HfTe 5。
2023-03-25 cond-mat.supr-con
High-Pressure Synthesis and Superconductivity of Ag-doped Topological Crystalline Insulator SnTe (Sn1-xAgxTe with x = 0-0.5)
采用高压合成法合成了Sn_(1-x)Ag_xTe,Ag掺杂的拓扑晶体绝缘体SnTe(x = 0-0.5)的单相多晶样品。室温下Sn_(1-x)Ag_xTe的晶体结构为NaCl型立方结构,不随Ag的取代而改变。在x = 0.15-0.25范围内观察到体相超导电性,转变温度为2.4K,最佳Ag含量为x = 0.2。Sn_(1-x)Ag_xTe超导相的存在将有助于理解载流子掺杂SnTe系统的超导性质和机制。
2016-02-28 cond-mat.supr-con
Superconductivity Suppression Close to the Metal-Insulator Transition in Strongly Disordered Systems
在最近提出的强无序系统金属-绝缘体相变自洽理论的基础上,考虑相互作用的影响,研究了在从弱无序金属到Anderson绝缘体的宽无序区间内,由态密度中的“库仑赝能隙”引起的无序超导体相变温度$T_{c}$的抑制.结果表明,对于一些系统,这一理论提供了相当满意的实验数据拟合。
1996-11-25 cond-mat.supr-con
Nuclear magnetic relaxation rates of unconventional superconductivity in doped topological insulators
我们研究了掺杂拓扑绝缘体$M$($=$ Cu,Nb,Sr)$_{x}$ Bi $_{2}$ Se $_{3}$和Sn $_{1-x}$ In $_{x}$ Te中的核磁弛豫速率与温度的关系,以检测拓扑超导性的迹象。临界温度Tc以下的Hebel-Slichter相干效应依赖于掺杂拓扑绝缘体的最小模型所预测的超导态。在类似于$^{3}$ He中的ABM相的节点各向异性拓扑状态中,NMR速率在Tc以下具有常规的$s$波状相干峰。相比之下,在完全带隙的各向同性拓扑超导状态下,低于Tc的速率呈现出反峰轮廓。此外,在二重面内各向异性拓扑超导态中,不存在与手征$p$波态类似的相干效应。因此,我们揭示了NMR速率揭示了掺杂拓扑绝缘体的非常规超导性。
2016-05-26 cond-mat.supr-con
Observation of superconductivity in pressurized Weyl semimetal candidate TaIrTe4
在这里,我们报告的观察超导电性的加压II型外尔半金属(WSM)的候选人TaIrTe 4通过补充高压运输和同步辐射X射线衍射测量。结果表明,TaIrTe_4在~ 23.8GPa压力下具有超导电性,其转变温度为0.57K。然后,TC值随着压力的增加而增加,在65.7 GPa时达到~2.1 K。原位高压霍尔系数(RH)在低温下的测量表明,正RH随着压力的增加,直到达到超导转变的临界压力,但开始减少后,进一步增加压力。在临界压力以上,正磁阻效应同时消失。我们的高压X射线衍射测量结果表明,在临界压力附近的TaIrTe 4样品的晶格被扭曲的应用程序的压力和它的体积减少了约19.2%,其值被预测导致电子结构的变化显着。我们认为TaIrTe_4中的压致畸变是费米面拓扑结构改变的原因,这种变化有利于超导电性的出现。我们的结果清楚地表明了晶格畸变、拓扑物理和超导电性之间的相关性。
2018-11-01 cond-mat.supr-con
Anticorrelation between polar lattice instability and superconductivity in the Weyl semimetal candidate MoTe2
通过精细控制物理和化学压强,阐明了Weyl半金属候选体MoTe 2的极性结构不稳定性与超导电性之间的关系。物理压力和化学压力,即,Se替代Te,在极性结构转变消失的临界压力附近提高了超导转变温度Tc。从热容量和热电势测量,我们归因于在临界压力下的显着增强Tc的声子色散或半金属能带结构的极性到非极性过渡后的微妙的修改。另一方面,物理压力,这大大减少了层间距离,是更有效的抑制极性结构转变和Tc的提高相比,化学压力,这强调了MoTe 2的结构和超导不稳定性的层间耦合的重要性。
2017-03-08 cond-mat.supr-con
Reentrant superconductivity in proximity to a topological insulator
本文研究了二维S/TI(S表示超导体和TI -拓扑绝缘体)结中的临界温度$T_c$行为,其中TI表面存在邻近感应面内螺旋磁化。$T_c$的计算采用基于Usadel方程的广义自洽方法,采用松原格林函数技术。我们发现,螺旋磁化的存在导致的非单调行为的临界温度作为拓扑绝缘体层厚度的函数。
2020-12-02 cond-mat.supr-con
Signature of proximity induced triplet superconductivity in junctions made of the doped topological insulator $\rm Bi_2Se_3$ and the s-wave superconductor NbN
掺杂拓扑绝缘体$\rm Bi_2Se_3$和s波超导体NbN的薄膜结和双层被发现表现出具有突出的零偏置和相干峰的电导谱。不同的隧道模型与不同的对电位都未能符合我们的数据,除了三重$p_x+ip_y$对电位,打破了时间反演对称性,但产生了相当不错的拟合。这提供了证据的邻近诱导三重态超导性的$\rm Bi_2Se_3$层与NbN膜的界面附近。
2013-10-07 cond-mat.supr-con
Superconductivity in the doped topological insulator Cu$_x$Bi$_2$Se$_3$ under high pressure
本文报道了拓扑超导体Cu $_x$ Bi $_2$ Se $_3$的高压单晶研究。压力下的电阻率测量表明超导性被平滑地抑制。同时,金属性能逐渐丧失。压力下的上临界场数据$B_{c2}(T)$塌陷到一条通用曲线上。泡利极限的缺乏和$B_{c2}(T)$与极性态函数的比较表明自旋三重态超导性,但各向异性的自旋单重态不能被完全丢弃。
2011-12-01 cond-mat.supr-con
Two-dimensional superconductivity at a Mott-Insulator/Band-Insulator interface: LaTiO3/SrTiO3
过渡金属氧化物表现出各种各样的量子电子行为,其中相关性通常起着重要的作用。涉及这种材料的高质量外延界面的实现提供了一个独特的机会,工程师人工结构,新的电子订单发生。在这一领域最引人注目的结果之一是最近在强关联的莫特绝缘体LaTiO 3和能带绝缘体SrTiO 3之间的界面处观察到二维电子气。造成这种行为的机制仍在辩论中。特别是,必须澄清绝缘体性质的影响。在这里,我们表明,尽管预期的电子相关性,LaTiO 3/SrTiO 3异质结构在临界温度Tc=300 mK进行超导转变。我们发现超导电子气被限制在12 nm的典型厚度上。我们讨论了该系统的电子性质,并审查可能的情况。
2010-06-09 cond-mat.supr-con
Pressure-induced superconductivity and topological quantum phase transitions in a quasi-one-dimensional topological insulator: Bi4I4
超导和拓扑量子态是现代凝聚态物理的两个前沿研究领域。在拓扑材料中实现超导性是高度期望的,然而,在这样的材料中的超导性通常限于二维或三维材料,并且远未被彻底研究。在这项工作中,我们提高了准一维的拓扑绝缘体碘化铋\b{eta} -Bi 4 I 4的电子性能,通过施加高压。在\b{eta} -Bi_4 I_4中观察到超导性,其中电阻率的温度依赖性从类超导行为变化到正常金属的行为。超导转变温度Tc随外加压力的增加而增加,在23 GPa时达到最大值6 K,随后缓慢下降。我们的理论计算表明存在多个压力诱导的拓扑量子相变以及结构电子不稳定性。
2017-01-30 cond-mat.supr-con
Thickness dependence of superconductivity and superconductor-insulator transition in ultrathin FeSe films on SrTiO3(001) substrate
SrTiO 3(001)(STO)衬底上单胞FeSe薄膜的界面增强高温超导性是近年来凝聚态物理和材料科学研究的热点。本文利用非原位输运测量方法研究了STO衬底上不同厚度的FeSe超薄膜的超导电性。我们发现,开始超导转变温度(Tc)随FeSe薄膜厚度的增加而降低,这是在传统的超导薄膜中通常观察到的行为相反。通过对5 μ C FeSe薄膜的系统后退火,我们观察到了绝缘体到超导体的转变,根据相应的霍尔测量,在低温下伴随着占主导地位的载流子从空穴到电子的符号变化。
2015-07-30 cond-mat.supr-con
Spin-triplet superconductivity from interband effect in doped insulators
尽管自旋三重态超导体对拓扑量子计算具有根本的重要性和潜在的兴趣,但经过几十年的研究,在固态材料中仍然很少见。在这项工作中,我们提出了一个一般的机制,自旋三重态超导多带系统中,一个非阻滞的配对相互作用的传导电子之间产生的电子排斥到第三个电子进行虚拟带间跃迁。我们的理论是解析控制的带间杂化参数,并明确证明了在掺杂带绝缘体的一个扩展的哈伯德模型的例子。根据这一理论,我们提出最近发现的稀超导体,如ZrNCl和WTe $_2$是自旋三重态,并比较我们的理论与实验数据的预期结果。
2021-09-27 cond-mat.supr-con
Unconventional superconductivity in a doped quantum spin Hall insulator
单层的jacutingaite(Pt $_2$ HgSe $_3$)最近被确定为一种新的量子自旋霍尔绝缘体。通过第一性原理计算,我们研究了它在掺杂状态下的费米学,并分别揭示了空穴和电子掺杂时的I型和II型范霍夫奇点。我们发现,在原始填充的拓扑带隙和非常规的超导性在有限的掺杂根在较长范围的杂交积分的蜂窝晶格上的倾向之间的共同联系。在无规相位近似和泛函重整化群的共同努力下,我们发现手性$d$ -波序的I型和奇宇称$f$ -波序的II型制度。
2018-11-05 cond-mat.supr-con
Proximity-Induced Superconductivity at Non-Helical Topological Insulator Interfaces
我们研究了拓扑绝缘体(TI)和超导体(SC)之间边界处的非螺旋自旋织构如何影响TI界面态的邻近诱导超导电性。我们考虑了耦合到自旋单重态和自旋三重态SC的TI,并表明对于自旋三重态母SC,所产生的序参量敏感地依赖于在TI SC边界处被打破的对称性。对于手征自旋三重态的SC,我们发现,节点邻近诱导的超导性出现时,有破缺的双重旋转对称性,迫使非螺旋拓扑状态的自旋倾斜远离界面平面。我们还表明,Andreev电导横向异质结构加入TI真空和TI-SC接口产生实验签名的界面态的对称性降低。
2018-07-12 cond-mat.supr-con
Unconventional superconductivity induced by suppressing an iron-selenium based Mott insulator CsFe4-xSe4
FeSe基超导体有多种,包括体FeSe、单层FeSe薄膜、插层KxFe 2-ySe 2和Li 1-xFexOHFeSe等,它们的正常态都表现出金属性。这里的关键是FeSe层,其以单层薄膜的形式表现出最高的超导转变温度。最近发现了一种新的FeSe基化合物CsFe_(4-x)Se_(4-x),空间群为Bmmm,有趣的是,该体系虽然与其他同类化合物具有相同的FeSe面,但仍表现出很强的绝缘体性质。密度泛函理论计算表明它应该是一种金属,与实验观察形成鲜明对比。在这里,我们报告了非常规超导性的出现,通过施加压力来抑制这种绝缘体样的行为。在环境压力下,类似绝缘体的行为不能被建模为带状绝缘体,但可以通过相关系统的可变距离跳跃模型来描述。此外,还测量了低至400 mK的比热,并得到了很大的剩余系数γ_0 =C/T|观察到T->0,这与类绝缘体状态形成对比,并表明自旋动力学的某些量子自由。通过施加压力,绝缘体的行为逐渐被抑制,并且系统变成金属,最终在约5.1K处实现超导性。超导转变强烈依赖于磁场和外加电流,表明一个脆弱的超流密度。我们的研究结果表明,超导电性建立稀释库珀对顶部的强关联背景在CsFe 4-xSe 4。
2020-08-27 cond-mat.supr-con
Reply to Comment on "Tip induced unconventional superconductivity on Weyl semimetal TaAs"
最近,我们发表了一篇关于TaAs单晶尖端诱导超导相的论文(arXiv:1607.00513)。在点接触光谱中观察到有限偏压下的双电导峰、双陡峰和零偏压电导峰的电导平台。这三个特征表明,在一个PCS的可能性p波的超导性和马约拉纳零模式的表面。在我们的论文发表在arXiv上后不久,Gayen el al.(arXiv:1607.01405)根据他们在常规超导体(Pb和Nb)中的实验测量结果质疑了我们观察的潜在机制,并最终指出在我们的TaAs晶体中观察到的超导性是常规的。我们不同意他们在没有对TaAs材料进行任何具体研究的情况下得出的快速结论。我们将在下面解释,对于弹道极限下的干净(Z=0)点接触(PC),PC电阻的温度依赖性的超导转变特征是预期的。Gayen等人提出的临界电流效应不能解释本文中观测到的PCS。
2016-07-11 cond-mat.supr-con
Universal superconductivity phase diagram for pressurized tetradymite topological insulators
结果表明,在优化的碲铋矿拓扑绝缘体Bi_2Te_2Se(BTS)和Bi_(1.1)Sb_(0.9)Te_2S(BSTS)中,高压下存在两种不同的超导相。超导相出现在结构相变,第一个在8.4 GPa的BTS和12.4 GPa的BSTS,和第二个在13.6 GPa的BTS和20.4 GPa的BSTS。电子结构计算表明,这些相不具有拓扑特征。我们的结果与以前的工作Bi2Se3,Bi2Te3和(Bi,Sb)2(Se,Te)3的比较,使我们能够揭示一个普适的相图的压力诱导的超导电性的辉碲铋矿,提供了一个基础,了解拓扑行为,晶体结构和这些材料的超导电性之间的关系。
2018-08-30 cond-mat.supr-con
Topological $d$-wave Superconductivity and Nodal Line-Arc Intersections in Weyl Semimetals
超导外尔半金属提出了一种新的和有前途的系统,以窝藏新形式的非常规拓扑超导性。在具有$d$波超导性的时间反演对称Weyl半金属中,我们证明了Majorana锥的数目等于$d$波节线与费米弧的交点数目.我们说明了节点线弧交点的重要性,通过证明存在局部稳定的表面马约拉纳锥的缠绕数不预测。马约拉纳锥和缠绕数之间的差异需要增加的缠绕数制定占每个路口。此外,我们发现,施加额外的镜像对称性全球保护节点线弧交点和相应的马约拉纳锥。
2019-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unconventional superconductivity on a topological insulator
我们研究了拓扑绝缘体(TI)表面的邻近诱导超导电性,重点是非常规配对。我们发现,激发光谱变得gapless任何自旋三重态配对,这样的subgap束缚态和Andreev反射强烈抑制。对于自旋单重态配对,在$d_{xy}$波情况下的零能表面态变成马约拉纳费米子,与拓扑平凡的高$T_c$铜酸盐中实现的情况相反。我们还研究了塞曼场对表面态的影响。这一领域的幅度和方向示出强烈影响的传输特性,在没有TI的情况下。我们预测的实验签名的马约拉纳国家通过电导光谱。
2010-01-27 cond-mat.supr-con
Anisotropic gapping of topological Weyl rings in the charge-density-wave superconductor InxTaSe2
拓扑材料和拓扑相是近年来凝聚态物理研究的热点。在本工作中,我们报道了一个拓扑的半金属InxTaSe 2,在电荷密度波(CDW)和超导性的存在下。在x = 0.58的样品中,在116 K和77 K以下分别观察到2 * /3的CCDW和2 * 2的CCDW。与理论计算相一致,自旋轨道耦合产生两个双重简并节环(Weyl环)连接的鼓面表面状态,角分辨光电子能谱证实。结果表明,2 * 2 CCDW有序态在一个Weyl环外按照CDW能带折叠的方式产生带隙,而另一个Weyl环保持无带隙,表面态完整。此外,超导电性出现在0.91 K,与上临界场偏离s波行为在低温下,这意味着可能是非常规的超导性。因此,InxTaSe 2代表了一个有趣的材料系统来研究CDW,非平凡能带拓扑和超导性之间的相互作用。
2020-04-07 cond-mat.supr-con
Self-consistent surface superconductivity in time-reversal symmetric Weyl semimetals
本文提出通用变分方法研究外尔半金属表面超导,发现费米弧局域长度导致表面能隙依赖动量,且序参量穿透长度因与体超导竞争而随温度变化。
2025-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Surface and bulk superconductivity at ambient pressure in the Weyl semimetal TaP
在外尔半金属和其他拓扑相中寻找超导特征的动机在于它们有可能承载奇异现象,如非零动量配对或马约拉纳费米子,这是最终实现可扩展量子计算机的可行候选者。然而,到目前为止,所有已知的关于外尔半金属超导性的报道都是通过与尖锐尖端的表面接触、聚焦离子束表面处理或高压的应用而产生的。在这里,我们证明了观察超导单晶,甚至生长的晶体,外尔半金属磷化钽(TaP),在环境压力下。超导转变温度,$Tc$,在1.7和5.3 K之间变化,观察到在不同的样品,生长和显微镜样品处理与聚焦离子束(FIB)蚀刻。我们的数据表明,超导性存在于生长的晶体是不均匀的,但存在于体。对于用FIB制造的样品,我们观察到,除了体超导性,第二个超导状态,驻留在样品表面上。通过测量作为温度和角度的函数的特征场,我们能够确认两个不同的超导相的维数。
2018-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Engineering superconductivity on the surface of Weyl semimetals
TU Wien(维也纳工业大学);Università degli Studi di Salerno(萨莱诺大学);INFN - Sezione collegata di Salerno(意大利国家核物理研究所萨莱诺分部)
研究通过拓扑保护表面态实现高临界温度超导,利用PtBi₂实例展示表面Van Hove奇点对临界温度的增强作用。
2026-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductivity in type-II Weyl-semimetal WTe2 induced by a normal metal contact
WTe $_2$是一种具有丰富拓扑性质的材料:单层时是二维拓扑绝缘体,体相时是Weyl半金属和高阶拓扑绝缘体(HOTI)。在拓扑材料中诱导超导性是获得拓扑超导性的一种途径,它为许多容错量子计算方案的提出奠定了基础。在这里,我们证明了超导电性的出现在WTe $_2$和正常的金属钯之间的界面。超导性的临界温度约为1.2 K。通过研究垂直磁场中的超导电性,得到了超导体的相干长度和伦敦穿透深度。这些参数对应于低费米速度和费米能级处的高态密度。这暗示了超导性的可能起源是由于平带的形成。此外,临界面内磁场超过泡利极限,表明超导态的非平凡性质。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Visualizing superconductivity in an inversion-symmetry-broken doped Weyl semimetal
外尔半金属MoTe $_2$为研究外尔物理和超导性之间的相互作用提供了一个难得的机会。最近的研究发现,Se的掺杂可以提高超导体的超导电性,但抑制了Weyl态出现所必需的Td结构相。到目前为止,还没有建立一个微观的理解可能共存的增强超导性和Td相。本文利用扫描隧道显微镜(STM)研究了一种最佳掺杂的新型超导体MoTe $_{1.85}$ Se $_{0.15}$,其体相温度为1.5K。利用准粒子干涉成像技术,我们确定了超导体整体共存的反转对称性破缺的低温Td相的存在。一致地,我们发现从上临界场和涡旋附近态密度的衰减中提取的超导相干长度远大于现有的掺杂剂引起的化学无序的特征长度尺度。我们发现MoTe $_{1.85}$ Se $_{0.15}$中的Weyl半金属正常相具有强的超导电性,这使其成为实现拓扑超导电性的一个有希望的候选者。
2021-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Superconductivity Emerging from Excitonic Mott insulator - Theory of Alkaline Doped Fullerene
用变分Monte Carlo方法研究了碱金属掺杂富勒烯$_3$ $initio$哈密顿量的二维投影导出的三轨道模型,其中A=Cs,Rb,K.我们正确地再现了实验的各向同性s波超导周围的$ab$ $initio$参数。随着带宽变窄,过渡到一个绝缘体也被复制,其中轨道对称性被发现是自发打破与激子莫特绝缘体的出现两个轨道和反铁磁绝缘体几乎退化与自旋液体的第三轨道。超导电性是激子熔化的结果。
2017-11-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnon-mediated superconductivity on the surface of a topological insulator
我们研究了拓扑绝缘体表面的超导电性,它是由相邻铁磁或反铁磁绝缘体中的磁涨落介导的。超导电性可以由界面费米子-磁振子相互作用引起的螺旋费米子之间的有效相互作用引起。对于铁磁和反铁磁绝缘体,这些费米子-费米子相互作用具有正确的结构,以促进位于费米表面同一侧的粒子之间的配对,也称为安培配对。在反铁磁体中,通过将拓扑绝缘体不对称地耦合到反铁磁体的两个子晶格,可以增强感应相互作用的强度。这种效应被反铁磁绝缘体中的次近邻阻挫进一步放大。的增强,使诱导的相互作用显着更强的反铁磁的情况下,相比铁磁的情况。这些结果表明,对于拓扑绝缘体表面上邻近诱导磁振子介导的超导电性,未补偿的反铁磁界面可能比铁磁界面更好。
2020-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductivity provides access to the chiral magnetic effect of an unpaired Weyl cone
外尔半金属的无质量费米子有两种相反的手征,在能带结构的两个锥体中。因此,由磁场$B$在一个外尔锥中感应的电流$j$(手征磁效应,CME)在平衡中被另一个外尔锥中的相反电流抵消。在这里,我们表明,超导性提供了一种方法来避免这种取消,通过一个磁通偏置的间隙外尔锥连同其粒子-空穴共轭。剩下的无带隙外尔锥和它的粒子-空穴共轭代表一个单一的费米子物质,具有重整化电荷$e^\ast$和由通量偏置的符号设置的单一手性$\pm$。因此,CME不再在平衡状态下被抵消,而是在化学势为$μ$的情况下沿着磁场出现超导响应$\partial j/\partial B=\pm(e^\ast e/h^2)μ$。
2017-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Highlighting superconductivity in an insulator
超导体-绝缘体转变是一种有趣的量子现象,它揭示了相序和电荷局域化之间的竞争。微波光谱学为一维约瑟夫森阵列的可控性研究提供了一种新的有前途的方法。
2019-10-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nonsymmorphic Weyl superconductivity in UPt_3 based on E_2u representation
我们证明了重费米子超导体UPt_3是具有可调Weyl节点的拓扑Weyl超导体。采用非对称晶体对称性所允许的E_2u表示中的一般序参量,我们阐明了不寻常的能隙结构和相关的拓扑性质。在时间反演对称性破缺的B相中,对的产生、对的湮灭和Weyl节点的合并都得到了证明。在最多98点节点兼容布朗特定理引起线节点的行为在低能量激发,与实验结果一致。我们还显示了一个弧节点保护的非对称晶体对称的布里渊区面。
2016-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Robust Weyl Semimetal and Pressure-induced Superconductivity in Quasi-One-Dimensional (NbSe4)2I
对同时表现出拓扑相和本征超导性的单一材料系统的研究在很大程度上受到限制,尽管这样的系统特别是对于量子器件应用来说更有利。除了在异质结构系统中人工设计的拓扑超导性之外,另一种替代方案是通过压力或其他清洁技术从拓扑材料中产生超导性。在这里,基于第一性原理计算,我们首先表明,准一维化合物(NbSe 4)2I代表了一个罕见的例子,手性Weyl半金属中的一组相关的Weyl点(WP)表现出相同的手性电荷在一定的能量。费米能级EF以下的净手征电荷(NCC)(或一定的能量)可以通过压力来调节。此外,伴随着超导性的压力诱导的部分无序出现。虽然碘亚晶格在高压下发生非晶化,但(NbSe 4)2I中的一维NbSe 4链保持完整并提供一维超导通道。我们的理论和实验研究相结合,提供了一个新的阶段的一维系统,其中独特的相变和相关的拓扑状态压缩后出现的关键洞察。
2021-05-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Time-reversal invariant topological superconductivity in doped Weyl semimetals
时间反演不变性拓扑超导体是一种具有体超导能隙和鲁棒的马约拉纳费米子表面态的新物质态。这些在固态系统中尚未实现。在本文中,我们提出,这种状态可以实现在掺杂的Weyl半金属或Weyl金属。外尔金属的费米面带有陈数,这是这种拓扑超导体的必要成分。通过将涨落交换方法应用于时间反演不变的狄拉克和外尔半金属的一般模型,我们研究了什么样的微观相互作用可以提供另一种成分,即,在具有相反陈数的费米面之间的超导能隙函数的符号变化。我们发现,如果正常状态是反转对称的,现场排斥和交换相互作用诱导各种节点相以及一个小区域的拓扑超导相图。与He $^{3}$ B拓扑超导体不同,这里的相位不依赖于对振幅的任何特殊动量依赖性。打破反转对称排除了一些节点相和拓扑超导体变得更加突出,特别是在大铁磁相互作用。我们的方法可以扩展到一般狄拉克或外尔金属。
2014-05-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con