Carrier-potential interaction for high-Tc superconductivity
高温超导性的起源自发现以来一直存在广泛的争论。在这里,我们提出了一个模型来揭示的基础上载流子和本地电位之间的相互作用的机制。在该模型中,类似于格点的势由局域电荷组成,其振动介导了移动载流子的耦合。建立了描述有序势和载流子之间的振动、耦合和各种相互作用的哈密顿量。通过对哈密顿量的分析,我们发现局域势的振动和由载流子密度决定的相互作用控制着相变温度。结果表明,当局域势由电子组成,载流子由空穴组成时,由于电子与空穴之间的强耦合,电子的相变温度较高。通过用格点代替定域势,我们的模型等价于BCS理论。因此,我们的模型可以提供一个一般的理论描述的超导电性。
2020-04-12 cond-mat.supr-con
Apical oxygen vibrations dominant role in d-wave cuprate superconductivity and its interplay with spin fluctuations
提出了一种高Tc铜酸盐BiSCO的微观理论,该理论基于相邻SrO离子绝缘层中的顶端氧原子的40 meV横向振动导致CuO平面中的电子的主要配对通道。振动的带电原子和2D电子气之间的分离产生了前向散射峰,进而导致Eliashberg形式主义中的d波配对。声子模自然地解释了ARPES观测到的色散关系中的扭结和正常态下O 16到O 18同位素替代的影响。赝能隙物理采用单带四重对称哈伯德模型,跳跃参数t' =-0.17t,在位排斥U = 6 t。它描述了莫特绝缘体在低掺杂,而在较高的掺杂的赝能隙物理(仍然强相关)可以近似的对称平均场模型和重整化U纳入屏蔽。局部反铁磁赝隙和顺磁过掺杂相和磁化率(描述自旋波动耦合到2DEG)之间的过渡线的位置也得到在此近似。超导d-波带隙主要是由于声子通道,但也有自旋涨落的辅助(15-20%)。得到了带隙和Tc与掺杂和同位素替代效应的关系,与实验结果一致。
2021-06-01 cond-mat.supr-con
Superconductivity in C6Ca
利用密度泛函理论,我们证明了C6 Ca的超导电性是由于声子介导的机制,其电子-声子耦合为0.83,声子频率平均为24.7 meV。计算出的同位素指数Ca为0.24,C为0.26。超导电性主要是由于垂直于石墨层的C振动和平行于石墨层的Ca振动。由于这些模式的电子-声子耦合被插入剂费米表面的存在激活,在石墨插入化合物中超导性的发生需要插入剂的非完全电离。
2005-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The role of carbon for superconductivity in MgC$_{x}$Ni$_{3}$ from specific heat
通过测量MgCNi $_{3}$正常态和超导态的比热,研究了碳缺陷对MgCNi超导性的影响。为了执行一个详细的分析正常状态的比热,计算机代码的开发,它允许一个瞬时估计的晶格动力学的主要特征。通过分析晶格振动的演变系列内,同时考虑到可见的质量增强,在电子-声子耦合的损失可以归因于显着的Ni振动的变化。目前的数据很好地支持了最近建立的强电子-声子耦合和铁磁自旋涨落在这个化合物的图片。
2005-08-24 cond-mat.supr-con
Theory for phonon-induced superconductivity in MgB$_2$
我们分析超导性MgB $_2$观察到低于$T_c=39$ K导致电子-声子耦合涉及模式在$\hbar ω_1 = 24$ meV,最重要的是在平面内的B-B $E_{2g}$振动在$\hbar ω_2=67$ meV。源自$π$ -和$σ$ -态的准粒子分别与低频模和$E_{2g}$ -振动强烈耦合。利用两带Eliashberg理论、$λ_π = 1.4$和$λ_σ = 0.7$计算了能隙函数$Δ^{i}(ω,0)$($i=π$,$σ$)。我们的研究结果提供了一个解释最近的隧道实验。我们得到了$H^{ab}_{c_2}/H^{c}_{c_2} \approx 3.9$。
2002-02-13 cond-mat.supr-con
High-T$_c$ superconductivity in H$_3$S: Pressure effects on superconducting critical temperature and Cooper-Pairs Distribution Function
我们使用第一性原理计算来研究在超导临界温度(T $_c$)测量的压力范围(155-225 GPa)的立方$Im\bar{3}m$相的H $_3$ S的振动和超导性质的压力效应。压力的影响被纳入使用功能导数方法(FDM)。在本文中,我们提出了第一次,库珀对分布函数D $_{cp}$($ω,T_c$)H $_3$ S,这将允许识别的光谱区域,其中库珀对形成温度T $_c$是更有利的。详细分析了压力对电子-声子谱密度函数$α^2$ F $(ω)$和声子态密度(PhDOS)的影响及其与T $_c$的关系。FDM设法再现临界温度的压力依赖性的趋势,在155至190 GPa的范围内与实验数据吻合良好。$D_{cp}(ω,T_c)$ S超导特性表明,低频振动区域是库珀对可能存在的区域,这意味着S振动在H $_3$ S超导特性中具有重要作用.
2019-09-25 cond-mat.supr-con
Influence of the multiband sign changing superconductivity on the vortex cores and on vortex pinning in the new stoichiometric high Tc CaKFe4As4
用扫描隧道显微镜(STM)研究了CaKFe $_4$ As $_4$单晶的超导态密度和涡旋晶格。该材料具有$T_c= 35\,$ K的临界温度,这是化学计量的铁基超导体(FeBSC)中最高的温度之一,并且与在其他FeBSC中发现的接近最佳掺杂的$T_c$相当。利用准粒子干涉,我们确定了在带中心周围的空穴片,并发现在这些片中有两个超导能隙。散射中心是一种小的缺陷,可以局限在表面形貌中,只产生准粒子干涉,而不会抑制超导序参量。这表明,符号反转不是在空穴带内,而是在空穴和电子带之间。涡核束缚态显示出电子-空穴非对称束缚态,这是由于空穴能带之一的顶部接近费米能级$E_F$。这使得CaKFe $_4$ As $_4$处于与FeSe或相关材料类似的情况,其超导能隙$Δ$仅比$E_F$小几倍。另一方面,我们还确定了超导序参量的强抑制的位置。它们的尺寸是涡核尺寸的数量级,并且涡被钉扎在这些位置,导致无序的涡晶格。
2017-12-19 cond-mat.supr-con
Interplay of electron-lattice interactions and superconductivity in Bi2Sr2CaCu2O8+d
电子对的形成对超导性是必不可少的。对于传统的超导体,隧道光谱学已经确定,配对是由玻色子模式(声子)介导的;隧道电流d2 I/dV 2的二阶导数中的峰值对应于每个声子模式。然而,对于高转变温度(高Tc)超导性,没有玻色子介导的电子配对已被确定。一种解释可能是电子对的形成和相关的电子-玻色子相互作用在原子尺度上是异质的,因此很难表征。然而,随着使用扫描隧道显微镜的d2 I/dV 2光谱的最新进展,直接在原子尺度上研究玻色子模式已经成为可能。本文报道了高Tc超导体Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8 +d)的d_2I/d_2V_2成像研究。我们发现在纳米尺度下电子-玻色子相互作用能的强烈无序,以及d2 I/dV 2的预期调制(参考文献9,10)。改变空穴密度对平均模能量和调制的影响很小,表明玻色子模与电子或磁结构无关。相反,这些模式似乎是局部晶格振动,因为在整个材料中18 O取代16 O使平均模式能量降低了约6%-这种同位素取代对晶格振动频率的预期影响。值得注意的是,模式能量总是与超导配对能隙能量空间相关,这表明这些晶格振动模式和超导性之间的相互作用。
2006-08-07 cond-mat.supr-con
Quantum Analog of Vibration Isolation: From Room Temperature Superfluorescence to High Temperature Superconductivity
量子技术的发展和使用受到一个基本挑战的阻碍:由于在高温下失去量子相干性,量子材料在极低温度下表现出宏观量子特性。在这里,基于我们最近在钙钛矿中发现的室温超荧光,我们提出了振动隔离的量子模拟“QAVI”模型,并解释了它如何保护量子相位在高温下不受失相的影响。然后,我们假设在实际温度下观察宏观量子现象的要求,并提出了一个统一的模型,所有宏观量子相变。我们进一步提出的宏观量子相变,介导的QAVI过程的温度和密度相图的一般特征,并确定在高Tc超导体的相图中观察到的相似性。理解这种基本的量子相干性保护机制对于加速高温宏观量子现象的发现至关重要,并且为开发在实际条件下发挥作用的量子技术提供了巨大的潜力。
2022-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Mechanisms for the superconducting state from a one-particle derivation of the BCS gap equations
超导能隙$Δ$和$T_C$的BCS结果是由单粒子模型得到的。当能带结构的电子能量增益超过原子振动或磁矩振荡所需的能量时,超导性出现。振动/振荡幅度决定了超导能隙,费米面对q依赖性很重要。这使得超导参数的互补解释和状态密度效应的建模成为可能。这也使得超导机制不那么奇特。
2009-11-16 cond-mat.supr-con
Superconductivity in Li8Au electride
位于晶体空隙处的间隙阴离子电子(IAE)具有不同的拓扑结构,可以对其进行调整以获得新的性质。阐明IAE在电子-声子耦合(EPC)中的作用,并利用它来设计新的超导体,导致在高压下超导Li_8Au的电流预测。我们认为,发生高温超导的cadrides需要高对称性结构与氢类笼,电子受体元素来平衡电荷,和孤立的IAE与中频振动耦合。独特设计的Li 8Au双金属氧化物具有NaCl型(B1)晶格,以原子Au和立方Li 8笼为基础。孤立的IAE在笼中心形成,额外的电荷被Au吸收。这些八面体配位的IAE具有类似p轨道的属性,并且与Li 8笼中的原子振动强烈耦合。Li 8Au中的强EPC导致在250 GPa下计算出的Tc为73.1 K,这是迄今为止报道的所有硫化物的最高Tc。少量的Pt替代掺杂可以提高Li_8Au的Tc,使其超过液氮温度。
2023-02-14 cond-mat.supr-con
Superconductivity in doped cubic silicon: an ab initio study
用第一性原理方法研究了掺硼、铝和磷的金刚石硅单晶的能带结构、振动模式和电子-声子耦合。我们的结果提供了证据,最近发现的超导转变在掺硼立方硅可以解释在一个标准的声子介导的机制。强调了晶格压缩和掺杂相关的伸缩模的重要性。我们发现采用铝掺杂代替硼掺杂可以使T $_C$提高一个数量级。
2007-01-10 cond-mat.supr-con
Superconductivity in Ca-intercalated bilayer silicene
通过第一性原理计算揭示Ca插层双层硅烯Si2CaSi2中费米面与面外振动耦合导致的强电子—声子作用,预测其在5.4 K以下超导。
2024-03-05 cond-mat.supr-con
Pairing, Stripes, Lattice Distortions and Superconductivity in Cuprate Oxides
我们提出了一个空间调制集体态的超导铜氧化物的电子性质在空间局部变化的模型。在这个模型中,空穴密度较高的区域(称为条纹)被描述为Luttinger液体,而密度较低的区域(反铁磁阶梯)被描述为d $_{x^2-y^2}$空穴对的相互作用玻色子气体。我们表明,过渡到超导状态是拓扑和驱动这些基本激发在振动的存在下,由衰变过程。
2000-07-27 cond-mat.supr-con
Glassy atomic vibrations and blurry electronic structures created by local structural disorders in high-entropy metal telluride superconductors
这项工作的动机是我们最近观察到的高熵(HE)超导体Ag 0.2In 0.2Sn 0.2Pb 0.2Bi 0.2Te(CsCl型)的超导电性对外部压力的鲁棒性。Ag_(0.2)In_(0.2)Sn_(0.2)Pb_(0.2)Bi_(0.2)Te的超导转变温度(Tc)随压力的变化几乎是恒定的,说明了超导性对压力的鲁棒性,而混合构型熵为零的PbTe的Tc随压力的变化明显减小。在这里,我们研究了原子位移参数(Uiso),原子振动特性,和金属碲化物(MTe)的电子态与各种构型混合熵(DSMix)在M网站。M位的Uiso通过具有DSmix > 1.1R的M位合金化而明显增加,这是通过三种或更多种M元素的溶解增加DSmix而引入的局部无序的证据。当DSmix > 1.1R时,显示的振动态密度(DOS)显示出明显的展宽,这表明具有NaCl型结构(低压相)的HEMTe中原子振动的玻璃态特征。在CsCl型(高压)相的电子状态上,观察到Tc的鲁棒性,随着DSmix的增加出现模糊的电子能带结构,这表明具有CsCl型结构的HE MTe中模糊(玻璃态)电子状态的演变。在费米能的估计电子DOS不能解释的变化时,假设传统的电子-声子超导性,但传统的解释似乎适用于碲化铅。因此,当DSmix > 1.1R时,MTe中的配对机制受到MTe中玻璃态声子和/或模糊电子态的影响,超导性的稳定性可能源于独特的电子-声子耦合。
2022-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
New dimensions in magnetism and superconductivity via 3D nanoprinting with focused electron and ion beams
Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院);Paul Scherrer Institute(保罗谢尔研究所);Universitat de València(瓦伦西亚大学);TU Wien(维也纳工业大学)
本文综述了利用聚焦电子束和离子束诱导沉积(FEBID/FIBID)进行三维纳米打印,以制备超导和磁性材料,探讨其机制、可及的物理现象及三维几何引发的涌现效应,并展望技术发展前景。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
EXAFS indication of double-well potential for oxygen vibration in Ba_{1-x}K_xBiO_3
本文研究了氧化物系统Ba_{1-x} K_xBiO_3和BaPbO_3在Bi-和Pb-L3吸收边以上的X射线吸收谱。结果表明,氧离子在双势阱中运动,其振荡与载流子运动有关。在双势阱中观察到的大振幅、低频的类呼吸氧振动导致了掺杂BaBiO_3中强的电子-声子耦合和高的Tc值。根据实验数据,提出了电子结构与局域晶体结构的关系模型,该模型与输运测量、非弹性中子和电子散射、拉曼散射和光电子能谱的结果符合得很好。在此模型框架下,讨论了类钙钛矿氧化物超导电性的可能原因。
2000-03-16 cond-mat.supr-con
A model of the T-dependent pseudogap and its competition with superconductivity in copp er oxides
赝隙的结果是从一个带模型,其中的间隙的稳定性取决于振动位移的振幅,或磁矩,和它们的耦合到电子。声子或自旋波的正常热激发有利于单粒子带隙。另一个间隙可以由自发波在较低的温度下产生,如果电子能量增益克服了所需的弹性/磁能增加的振幅的振荡。这种状态的特征是电荷或自旋密度波。赝能隙与超导能隙有许多共同的特征,该模型支持赝能隙是超导配对的先驱并与之竞争的解释。
2011-08-12 cond-mat.supr-con
Superconductivity mediated by charge fluctuations in layered molecular crystals
在元素金属中,导致超导性的电子配对是由晶格的振动介导的,并且电子对具有球对称性。对于层状有机分子晶体,对对称性和超导电性的机理还没有统一的认识。我们从理论上证明了具有θ和β“晶体结构的(BEDT-TTF)2X族成员的超导机制是由电荷涨落介导的,超导序参量具有dxy对称性.这与kappa-(BEDT-TTF)2X系列相反,理论计算给出了由自旋涨落介导的超导性和dx 2-y2对称性。我们的结论是基于扩展的哈伯德模型的从玻色子理论的系统多体计算。这是最简单的模型,可以描述在θ和β材料中发生的金属、超导、绝缘和电荷有序相之间的竞争。基于所提出的理论,我们预测了几种在压力下应该成为超导体的材料。
2001-10-19 cond-mat.supr-con
Green's function of fully anharmonic lattice vibration
受β-烧绿石氧化物超导电性发现的启发,我们研究了与传导电子耦合的振动特性。通过引入自能、顶点修正和归一化因子,在电子-离子相互作用二级微扰的精度范围内,导出了晶格完全非谐振动格林函数的一般表达式。利用这个表达式,我们讨论了从弱非谐势到双势阱的整个范围内谱函数的特征性质,并计算了由于双声子Raman过程而引起的NMR弛豫速率。
2008-12-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge imbalance in $λ$-(BETS)$_2$GaCl$_4$ and their interplay with superconductivity
二维有机超导体$λ$ -(BETS)$_2$ GaCl $_4$在低于$T \approx 150$ ~K时表现出明显的电荷波动,与之形成对比的是兄弟化合物$κ$ -(BETS)$_2$ GaCl $_4$在低至毫开尔文时仍保持金属性。红外光谱显示,后者化合物的振动特征中只有轻微的分裂,常见于其他强烈的二聚$κ$ -盐。然而,当有机分子以$λ$ -模式排列时,存在强振动$ν_{27}(b_{1u})$模式,其形成窄的双峰。%,表明静电荷不平衡约为2%。最重要的是,当将$λ$ -(BETS)$_2$ GaCl $_4$冷却到150 ° K以下时,由于相当于$2δ=0.14e$的电荷交换,出现两个弱侧模。通过与$β^{\prime\prime}$型有机导体的类比,我们提出电荷涨落在$T_c=4.7$ ~K下的非常规超导电性中起着重要的作用.我们讨论了电荷密度波与自旋密度波共存的可能性。
2022-01-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Soft phonons in the interface layer of the STO substrate can explain high temperature superconductivity in one unit cell FeSe
使用STO(001)衬底中晶格振动的微观模型,确定了额外的50 mev纵向光学(LO)界面模式。主要在第一TiO 2层(“O链”)中传播的软模与FeSe中的电子气的电子-声子耦合比公知的100 mev硬模更强.计算了耦合常数、临界温度、复谱带。虽然在电子-声子散射峰中存在一个前向峰,但它显然不像最近的理论中所假设的那样尖锐(类似δ函数)。卫星是广泛的,它的峰值出现在频率远高于声子频率与观测一致。讨论了表面LO软模的横向对应物与已知声子的可能关系。
2019-07-26 cond-mat.supr-con
H$_2$-Like Units and Pressure-Tunable High-$T_\mathrm{c}$ Superconductivity in NaH$_6$
University of Tennessee(田纳西大学);National Institute of Standards and Technology(美国国家标准与技术研究院)
本文通过第一性原理研究发现,NaH₆的R$\bar{3}$m和Pm$\bar{3}$m相在宽压力范围稳定,其中Pm$\bar{3}$m相在50 GPa时T_c达230 K,含类H₂单元却能实现高温超导,为中等压力下的高温超导体研究提供了新方向。
2026-10-14 cond-mat.supr-con
Electronic Structure and Vibrational Stability of Copper-substituted Lead Apatite (LK-99)
针对近期声称LK-99可实现室温常压超导的研究,本工作通过DFT+U计算发现其存在振动不稳定的六方金属相和振动稳定的三斜绝缘相,探讨了铜原子位置涨落的电子结构及与超导的兼容性。
2024-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electron-vibration coupling constants in positively charged fullerene
最近的实验表明,C60可以被正场掺杂。在该状态下,富勒烯表现出比相应的负掺杂状态更高的电阻率和更高的超导温度。一个强的分子内空穴-声子耦合,与孤立的正离子的Jahn-Teller效应,预计是重要的两个属性,但实际的耦合强度是迄今为止未知的。用密度泛函方法计算了C60分子的2个a_g、6个g_g和8个h_g振动模与H_u HOMO能级的线性耦合。耦合预测了C60^+的D_5畸变和H_u振动基态。它们也被用来产生无量纲的耦合常数<lambda>,控制超导性和声子贡献的电阻率在结晶相。我们发现,<lambda>是1.4倍大,在带正电的C60比在负掺杂的情况下。这些结果进行了讨论的背景下,现有的运输数据和超导温度。更高的轨道简并度在超导性中的作用也得到了解决。
2001-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Nonlinear lattice dynamics as a basis for enhanced superconductivity in YBa2Cu3O6.5
太赫兹频率的光脉冲可以共振地驱动固体中选定的振动模式,并使其晶体结构变形。在复杂的氧化物中,这种方法已被用于熔化电子有序,驱动绝缘体到金属的转变或诱导超导性。引人注目的是,相干层间输运强烈联想到超导性,可以瞬时诱导到室温的YBa 2Cu 3 O 6 +x。结合飞秒X射线衍射和从头算密度泛函理论计算,我们确定了这种奇异的非平衡态的晶体结构。我们发现,在正常状态的YBa_2Cu_3O_(6 +x)在100 K的非线性晶格激发引起的Cu-O_2内/间双层距离的交错膨胀/收缩,伴随着在面内O-Cu-O键屈曲的各向异性变化。密度泛函理论计算表明,这些运动会导致电子结构的剧烈变化。其中,面内电子结构的dx 2-y2特性的增强可能有利于超导电性。
2015-06-09 cond-mat.supr-con
First-principles investigation of the electron-phonon interaction in OsN$_2$: Theoretical prediction of superconductivity mediated by N-N covalent bonds
最近合成的二氮化锇(OsN $_2$)化合物的电子-声子相互作用的第一性原理研究预测,该材料是一种超导体。OsN $_2$中的超导性源于嵌入过渡金属基质中的共价键合二氮单元的拉伸,从而将二氮化物添加到含有共价键合轻元素的超导体类别中。双氮振动强烈耦合到费米能级的电子态,并在Eliashberg光谱函数$α^2F(ω)$中产生窄峰。OsN $_2$的总电子-声子耦合为$λ=0.37$,超导温度T $_c \approx 1$ K.我们认为,超导温度可以大大提高原始化合物的空穴掺杂,并表明,T $_c$增加到4 K的掺杂浓度为0.25孔/OsN $_2$单位。
2008-03-12 cond-mat.supr-con
First-principles study of superconductivity in 2D and 3D forms of PbTiSe$_{2}$: Suppressed charge density wave in 1\emph{T}-TiSe$_{2}$
层状1-$T$ -TiSe $_{2}$由于其体相和单层相的电荷密度波(CDW)和超导电性的竞争而引起了人们极大的兴趣。在这里,我们进行第一性原理计算的电子结构,声子色散,和电子-声子耦合的Pb插层1 $T$ -TiSe $_{2}$在散装和层状结构。结果表明,Pb原子的插入可以有效地抑制1 $T$ -TiSe $_{2}$中的CDW不稳定性,并消除了\textbf{q} $_{\rm{M}}$中的虚声子模. Pb 6 \emph{p}轨道直接占据在费米能级上,从而插入了超导电性.块状和层状PbTiSe $_{2}$都是声子介导的超导体,估计超导温度$T_{c}$为$\sim$ 1.6-3.8 K。对电子-声子耦合的贡献主要来自Pb和Se原子的振动。超导相关的物理量被发现可调通过改变铅含量。
2018-03-09 cond-mat.supr-con
Bandwidth tuning triggers interplay of charge order and superconductivity in two-dimensional organic materials
我们观察到准二维有机超导体$β^{\prime\prime}$ -(BEDT-TTF)2SF 5CH 2CF 2SO 3中的电荷序涨落,通过振动光谱,局部探测涨落的电荷序,并通过红外反射光谱研究面内动力学响应.同构金属中有效电子相互作用的减少抑制了电荷序涨落和超导电性,指向它们的相互作用。我们比较了我们的实验结果与计算的扩展哈伯德模型。
2010-09-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hydrogen-induced high-temperature superconductivity in two-dimensional materials: Example of hydrogenated monolayer MgB$_2$
氢基化合物在超高压下,如聚二甲基硅氧烷$_3$ S和LaH $_{10}$,通过传统的电子-声子耦合机制实现超导,以达到迄今为止已知的创纪录的临界温度。我们在这里证明,氢的声子介导的超导性的固有优势,可以利用在一个完全不同的系统,即二维(2D)材料。我们发现,氢吸附原子可以强烈增强二维材料的超导性,由于平带状态起源于原子状氢轨道,从而产生高密度的状态,并由于高频氢相关的声子模式的出现,提高了电子-声子耦合。作为一个具体的例子,我们研究了氢原子对单层MgB $_2$超导性质的影响,通过求解完全各向异性的Eliashberg方程,结合第一性原理描述的电子和振动态,以及它们之间的耦合.我们表明,氢化导致一个高的临界温度为67 K,这可以提高到100 K以上的双向拉伸应变。
2019-02-11 cond-mat.supr-con
Prediction of Room-Temperature Superconductivity in Quasi-atomic H2-Type Hydrides at High Pressure
本研究预测了一类高压下的超氢化物MH12(M = Mg, Sc, Zr, Hf, Lu),其氢亚晶格以准原子H2单元排列,表现出313至398 K的室温超导性,为实现室温超导提供了新方向。
2024-05-08 cond-mat.supr-con
Absence of sizable superconductivity in hydrogen boride: A first principles study
最近合成的硼化氢单层在Cmmm相是一个有前途的超导体,由于其类似于MgB 2和大的氢含量在其结构。利用基于密度泛函理论的第一性原理计算,我们研究了它的电子,振动和超导性质,并得出结论,尽管预期,硼化氢没有一个相当大的超导临界温度。系统中氢的存在改变了硼-硼键,削弱了电子-声子相互作用。我们研究了掺杂对提高体系临界温度的影响,但电子或空穴的掺杂对提高体系的临界温度没有明显的效果。我们把这个系统的小临界温度归因于费米能级上的态的氢特征消失,这些态主要是硼的p态。我们的研究结果表明,在费米能级上需要大量的类氢态才能在氢化单层膜中获得大的超导临界温度。
2022-05-16 cond-mat.supr-con
Vibrational spectrum and electron-phonon coupling of doped solid picene from first principles
用声子谱和电子-声子相互作用的线性响应计算方法研究了掺杂的固体picene(C22 H14)的超导电性。我们发现,高能C键伸缩声子的π分子轨道的掺杂~3个电子每个picene分子的耦合是足够强的,重现实验Tc的18 K内Migdal-Eliashberg理论。对于空穴掺杂,我们预测一个类似的耦合导致的最大Tc为6 K。然而,我们认为,由于它的分子性质,picene可能属于同一类强相关ep超导体的富勒烯。我们提出了几个实验检验这一假设,并建议插层烃与不同的安排和数量的苯环可以用来研究ep相互作用和强电子关联之间的相互作用在高度非绝热极限。
2011-07-25 cond-mat.supr-con
Unconventional superconductivity after the BCS paradigm and empirical rules for the exploration of high temperature superconductors
本文综述BCS范式后非常规超导的研究进展,指出BCS理论的局限性,介绍库珀配对的其他可能机制,并提出高温非常规超导体探索的经验规则。
2022-07-22 cond-mat.supr-con
Unconventional superconductivity as a synchronization problem in nuclear oscillator networks
我们制定了非常规的$d-$波超导问题,相位波动,赝隙现象,和本地库珀对,在随机,量子耗散,弹核振荡器网络的同步问题。网络的节点对应于{ \it本地化,集体四极振动}的类核,弹性不均匀性嵌入在耗散介质。与这种振动相互作用的电子形成局部库珀对,由于有效的,短程吸引相互作用的$d_{x^2-y^2}$字符的超流$d-$波赝隙$Δ_{PG}$。相位相干,体超导,与$d-$波隙$Δ$,是稳定的振荡器网络是渐近纠缠在一个几乎消相干的环境。在$T_c$处,当热噪声变得与振荡器之间的耦合(超流体密度$K$)相当时,相位相干性又将被破坏。$2Δ/k_B T_c$比是仓本序参量$r=\sqrt{1-K_c/K}$的函数,用于在$K_c$处失去同步,并且比非通用的$2Δ_{PG}/k_B T^*$比大得多,其中$T^*$是$Δ_{PG}$被热波动完全破坏的温度。我们讨论了我们的研究结果连接到各种非常规的高温超导体的可用数据。
2020-05-22 cond-mat.supr-con nlin.AO nucl-th
Point-contact spectroscopy of the phononic mechanism of superconductivity in YB6
Lortz等人[Phys.Rev.B73,024512(2006)]已经利用比热和电阻率测量作为“热光谱”来对Yb $_6$中的电子-声子相互作用的光谱进行去卷积,假设低频声子模式在介导超导性中起主要作用。在这里,我们提出了直接点接触光谱研究在这个系统中的超导相互作用。其结果是,归一化的超导能隙揭示了一个强耦合与$2Δ/k_BT_c = 4$,此外,光谱包含典型的非线性的电子-声子相互作用的能量约为8毫电子伏。在磁场测量的证据表明,声子功能中发现的电流-电压特性的二阶导数是由于超导能隙的能量依赖性,因为它们的能量位置收缩相等的间隙正在关闭。这是一个直接的证明,超导耦合系统中的低能量爱因斯坦型声子模式与钇离子的振动在一个完美的协议从散装测量确定。
2013-03-29 cond-mat.supr-con
Superconductivity in two-dimensional phosphorus carbide ($β_{0}$-PC)
二维(2D)硼已经被预测显示出超导性。然而,本征二维碳和磷还没有被报道是超导体,这激发了我们在它们的混合物中寻找超导性。在这里,我们进行第一性原理计算的电子结构,声子色散,和电子-声子耦合的金属碳化磷单层,$β_{0}$ -PC。结果表明,它是一种本征声子介导的超导体,估计超导温度$T_{c}$为$\sim$ 13 K。磷原子的面外振动对电子-声子耦合的贡献最大。在第一声支上观察到一个Kohn异常。超导相关的物理量被发现可调通过施加应变或载流子掺杂。
2018-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
First-principles study of magnetism, lattice dynamics, and superconductivity in LaFeSiH$_x$
采用密度泛函方法研究了LaFeSiH $_x$的结构、电子、磁性和振动性质(当$x$在0和1之间时).我们发现LaFeSiH $_x$的电子和磁性强烈地受氢浓度$x$的控制。虽然完全氢化的LaFeSiH具有条纹状反铁磁基态,但用于$x\leq0.75$的欠掺杂的LaFeSiH $_x$在虚晶近似内或具有超晶胞的显式掺杂时不是磁性的。反铁磁配置打破了Fe $d$轨道的对称性,并将电子-声子耦合增加到$50\%$,特别是对于与Fe原子运动相关的20-50 meV范围内的模式。我们发现竞争最近和次近邻交换相互作用和显着的自旋-声子耦合,定性相似,但较小的幅度相比,发现在LaOFeAs超导体。反铁磁LaFeSiH $_x$的超导$T_c$,通过McMillan方程假设传统的超导性,因此计算为2-10 K,与超导材料的$T_c\approx0$相反。我们还预测,LaFeSiH $_x$可以是一个很好的质子导体,由于相稳定性与宽范围的氢浓度$x < 1$。
2017-11-06 cond-mat.supr-con
Implications of the electron-phonon coupling in CuPb$_9$(PO$_4$)$_6$O for superconductivity: an \textit{ab initio} study
本文通过从头算和Migdal-Eliashberg理论计算CuPb$_9$(PO$_4$)$_6$O的电子-声子耦合,发现其不足以克服库仑排斥,不支持高温超导,转变温度低于2 K。
2024-01-04 cond-mat.supr-con
Anisotropic Electron-Phonon Coupling and Dynamical Nesting on the Graphene Sheets in CaC6
石墨层间化合物的超导电性已经研究了40多年,尽管最近取得了进展,并在CaC 6和YbC 6中发现了相对高的Tc超导电性,但仍然没有完全理解。最近的研究表明,电子-声子耦合是最有可能负责配对和嵌入衍生的电子状态和振动起主导作用。本文首次对Tc= 11.6K的超导体CaC_6的电子结构进行了研究。使用角分辨光电子能谱,我们发现,与理论模型相反,石墨烯衍生的费米片上的EPC是令人惊讶的强,反映了与高频石墨烯衍生的振动的相互作用。因此,除了在电荷中性状态下的惊人特性外,石墨烯片在重掺杂状态下也表现出令人惊讶的特性:它们可能支持强配对相互作用,并导致它们作为构建块的化合物的超导性。
2008-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Enhancement of superconductivity and its relation to lattice expansion in InTe
对控制超导性背后的驱动力和获得对超导转变温度$T_{c}$的控制的探索和超导现象本身一样古老。微观上,这需要正确理解电子-晶格相互作用在其参数空间中的演化。我们报告这样一个控制研究$T_{c}$在In $_{x}$ Te通过微调的化学计量$x$。我们发现,增加$x$从0.84到1的结果在增强的$T_{c}$从1.3 K到3.5 K伴随着增加的电子-声子耦合常数从0.45到0.63。采用第一性原理计算,我们表明,这种行为是由两个因素驱动,每一个占主导地位的作用取决于$x$。对于$x\lesssim 0.92$,费米能级的电子态密度起主要作用。在$x\sim 0.92$以上,态密度的变化减小,而$T_{c}$的增强继续。我们把这归因于晶格振动的系统软化,放大了电子-声子耦合,因此,$T_{c}$。
2022-06-08 cond-mat.supr-con
Superconductivity and strong anharmonicity in novel Nb-S phases
在这项工作中,我们探索的二元Nb-S系统的相图从环境压力高达250 GPa使用$ab$ $initio$演化晶体结构预测。我们发现了几个新的稳定的组合物和相位,特别是在高压制度,并调查他们的电子,振动和超导性质。我们的计算表明,除了纯硫的低压相之外,所有的材料都是具有低的电子-声子耦合强度和低于15 K的临界超导温度的金属。此外,我们研究了声子非谐性对$\mathrm{Nb}_2\mathrm{S}$的新高压相的晶格动力学、电子-声子相互作用和超导电性的影响,表明非谐性的引入稳定了晶格并增强了电子-声子相互作用。
2021-01-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
From superconductivity to non-superconductivity in LiPdH: a first principle approach
本文通过第一性原理计算研究LiPdH,发现其常压四方相不表现超导性,且压力至100 GPa无结构相变,增压反而进一步抑制超导临界温度。
2025-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A toy model for 2-dimensional spin-fluctuation-induced unconventional superconductivity
本研究构建了一个各向同性二维电子模型系统,通过引入特定动量峰值的Dirac-delta函数或不同宽度的Gaussian函数作为排斥相互作用,系统性地从数学上探讨非常规超导性的产生机制及其性质。
2024-08-24 cond-mat.supr-con
The phonon mechanism explanation of the superconductivity dichotomy between FeSe and FeS monolayers on STO and other substrates
这是最近发现的(K。Shigekawa等人,PNAS 116,2470(2019)),虽然SrTiO 3(STO)衬底上的单层铁硫属化物FeSe具有非常高的临界温度,但其化学和结构“孪生”材料FeS=STO(如果有的话)具有非常低的Tc。为了解释这一现象,进一步发展了铁硫族化合物超导性的衬底界面声子模型。主要的粘合剂是氧离子(60 mev)振动的纵向光学(LO)模式。该模式主要在邻近单层的TiO 2层中传播(并且通常也存在于类似的高度极化的离子晶体如BaTiO 3;金红石,金红石)。在FeSe中,它与电子气的电子-声子耦合比已知的(100 mev)硬LO模强.结果表明,当考虑屏蔽库仑排斥效应时,FeSe在STO和TiO_2上的临界温度高于65 K,而FeS的临界温度低于5 K,这是由于两个因素抑制了电子-声子耦合。后者的有效质量比FeS小1倍,而且FeSe中电子气到振动衬底氧原子的距离比FeS中小15%,从而降低了电子-声子相互作用的中心峰。这一理论可推广到其它离子绝缘基片。
2021-02-07 cond-mat.supr-con
A brief perspective of high temperature superconductivity in the cuprates: Strong correlations combined with superexchange match experiment
本文基于超越重整化平均场理论的振动方法,利用同时包含超交换与强关联的t-J-U模型,对铜氧化物高温超导进行半定量理论研究,并简要讨论其平衡态、激发性质、赝能隙及二维特性。
2022-11-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhanced superconductivity in palladium hydrides by non-perturbative electron-phonon effects
Centro de Física de Materiales (CFM-MPC), CSIC-UPV/EHU(材料物理中心);Ruđer Bošković Institute(鲁杰尔·博什科维奇研究所);Università di Modena e Reggio Emilia(摩德纳和雷焦艾米利亚大学);Istituto Nanoscienze-CNR(国家研究委员会纳米科学研究所);University of the Basque Country (UPV/EHU)(巴斯克大学)
该研究通过非微扰方法揭示了非线性电子-声子耦合对钯氢化物超导性的重要性,恢复了同位素效应并提升了临界温度的计算精度。
2026-09-22 cond-mat.supr-con
High temperature superconductivity and charge segregation in a model with strong long-range electron-phonon and Coulomb interactions
提出了一种研究复杂晶格中强长程电子-声子相互作用和库仑相互作用的解析方法。该方法适用于钙钛矿层与各向异性耦合的孔顶端原子的振动。根据极化子位移Ep和位间库仑排斥Vc的相对强度,系统要么是极化子费米液体,Vc > 1.23 Ep,要么是双极化子超导体,1.16 Ep < Vc < 1.23 Ep,要么是电荷分离绝缘体,Vc < 1.16 Ep。在超导窗口中,载流子是具有非常低的有效质量的移动双极化子。该模型描述了欠掺杂超导铜氧化物的关键特征。
2001-11-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Jahn-Teller polarons and their superconductivity in a molecular conductor
本文从理论上研究了三维分子导体中超导电性的可能性,其中双简并分子轨道上的电子与{ \em intra}分子振动模之间的相互作用大到足以形成$E\otimes β$ Jahn-Teller小极化子.我们认为,有效的极化子极化子相互作用可以是有吸引力的分子导体中实现的材料参数。这种相互作用是我们模型中超导性的来源。在分析这种吸引力相互作用的弱耦合和强耦合制度中的超导不稳定性时,我们发现,在这种机制中,分子导体的超导转变温度可达100 K。我们还发现,每个分子网站,一个新的莫特绝缘态,其中一个极化子单线态占据每个网站上的双简并轨道之一的两个粒子。指出了该研究在寻找新的分子超导体方面的意义。
2003-10-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theoretical Prediction of High-Temperature Superconductivity in SrAuH$_3$ at Ambient Pressure
本研究通过密度泛函理论计算分析了MXH$_3$氢化物的电声子相互作用,发现SrAuH$_3$和SrZnH$_3$在常压下临界温度超100K,挑战了氢化物高温超导需极端压力的传统观念。
2024-12-20 cond-mat.supr-con
Back to mechanisms of superconductivity in low-doped strontium titanate
我们已经分析了最近提出的两种机制,在掺杂SrTiO 3-等离子体介导的配对和潜在的瞬时吸引力的两个电子之间的起源,由高频光学声子的交换。第一种方法似乎是自洽的,但在有限的范围内的介电常数。对于两个电子之间的直接瞬时相互作用,假设是由于带LO声子的交换。后一种假设是不正确的。在目前的文件中,它表明,对具有净吸引力的结构的配对矩阵元素的贡献,只有作为无序的结果。事实上,实验揭示了掺杂SrTiO 3的迁移率边缘。占据具有低于迁移率边缘的能量的状态的掺杂电子被定位在掺杂剂上,从而变得与晶格振动强耦合。附着在缺陷上的局域声子模的出现就是这种电子-晶格耦合的结果之一。对于导带中的两个电子,这种局域模的量子的虚交换表现为有效吸引。从这些过程中的配对矩阵元的总贡献,随着浓度的增加,可以压倒库仑排斥带LO声子屏蔽。也就是说,先前归因于带LO声子的作用实际上属于局域声子。
2016-10-06 cond-mat.supr-con
Strong Electron-Phonon Coupling and Multiband Superconductivity in Hexagonal BP3 Monolayer
Chulalongkorn University(朱拉隆功大学)
研究六边形BP3单层的结构、电子和超导性质,发现其具有强电子-声子耦合和多带超导特性,超导转变温度为9.7 K,存在无节点但各向异性能隙结构。
2026-04-11 cond-mat.supr-con
Aspects of strong electron-phonon coupling in superconductivity of compressed metal hydrides MH6 with Im-3m structure
最近,YH 6,从一组理论预测的稳定压缩MH 6晶体(M/ Ca,Mg,Y,Sc)的bcc Im-3 m晶体结构的化合物,成功地实验实现。实验证实了加压YH_6的超导电性,在166 GPa下Tc / 224 K,但临界温度远低于Migdal-Eliashberg(ME)理论预测的值。在这里,我们提出的理论重新研究的超导电性MH 6超导体。我们的结果证实了在相应GPa压力下具有Im-3 m结构的YH 6和ScH 6是超导体,但具有超导基态的反绝热特性和单粒子谱中的多能隙结构。到超导态的转变是由与H原子振动的声子模式的强电子-声子耦合驱动的。根据反绝热理论,计算出YH 6的临界温度为231 K,比实验值高7 K。对于ScH 6,计算的临界温度为196 K,比以前的理论预测值-169 K高出27 K。应用反绝热理论的重要结果涉及Im-3 m结构的CaH 6和MgH 6在相应GPa压力下的情况。理论表明这些超导体不是超导体。这与以前基于ME理论的预测是尖锐矛盾的,对于这些ME理论,不仅计算出Tc远高于200 K,而且对于MgH 6,预测的临界温度远高于300 K。遗憾的是,Im-3 m结构的CaH 6、MgH 6和ScH 6的高压合成直到现在还没有实现。
2021-09-03 cond-mat.supr-con
Field-effect induced superconductivity in surfaces of tetrahedrally coordinated semiconductors: the case of (111) hydrogenated silicon
我们以氢化(111)硅表面为例,证明了通过场效应(FET)掺杂在四面体配位半导体中诱导双晶相变的可能性。我们进行密度泛函理论计算的电子和振动特性的系统在适当的FET几何形状,考虑到所施加的电场和感应电荷密度。利用$q=Γ$中的简化模型和McMillan/Allen-Dynes公式,我们得到了临界温度的估计。我们观察到,通过在$n_{dop}=6\cdot10^{14}$ cm $^{-2}$处重掺杂空穴,我们得到了$λ_{Si}=0.98$的电子-声子耦合常数和在$T_{\text{c}}\in[8.94;10.91]$ K处的双稳态相变,其中$μ^*\in[0.08;0.12]$。
2020-01-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con