Co-appearance of superconductivity and ferromagnetism in a Ca$_2$RuO$_4$ nanofilm crystal
通过调节层状钙钛矿材料的物理和化学压强,我们可以实现超导体和绝缘体的量子态。通过将层状晶体的厚度减小到纳米水平,纳米膜晶体可以提供先前在体晶体中未发现的新颖的量子态。在这里,我们报告的实现高温超导性的Ca $_2$ RuO $_4$纳米薄膜单晶。最高转变温度$T_c$(中点)为64 K的Ca $_2$ RuO $_4$薄膜在电输运测量中表现出零电阻。超导临界电流与温度呈对数关系,外加磁场可使超导临界电流增大。磁性测量表明在180 K时发生铁磁转变,并由于超导性而产生反磁性磁化.结果表明,Ca $_2$ RuO $_4$纳米薄膜晶体同时具有超导电性和铁磁性.我们还发现,诱导的偏置电流和调谐的薄膜厚度引起的超导体-绝缘体转变。层状材料微纳米晶的制备使我们能够讨论超导体中丰富的超导现象。
2020-02-26 cond-mat.supr-con
Theory of the Evolution of Superconductivity in Sr$_2$RuO$_4$ under Anisotropic Strain
Sr $_2$ RuO $_4$是手性$p$波超导的主要候选者。这种材料中超导性的详细机制仍然是深入研究的主题。由于超导性对费米面的拓扑结构(正常态下动量空间中零能准粒子激发的轮廓)很敏感,改变这种拓扑结构可以提供一个强有力的理论测试。最近的实验调谐费米表面拓扑结构有效地通过施加平面各向异性应变。利用泛函重整化群理论,研究了应变下Sr $_2$ RuO $_4$的超导电性和竞争有序.我们发现一个快速的初始超导转变温度的增加$T_c$,这可以与费米面的演变下增加应变的Lifshitz重建。然而,在达到Lifshitz重构之前,系统从超导状态切换到自旋密度波状态。该理论与最近的应变实验吻合良好,实验表明$T_c$的增强,随后是一个有趣的突然下降。
2017-02-27 cond-mat.supr-con
Enhanced superconductivity at the interface of W/Sr$_{2}$RuO$_{4}$ point contact
对沿$c$轴向接近的钨针尖与Sr $_{2}$ RuO $_{4}$单晶的$ab$面之间的点接触进行了微分电阻测量。发现了三个关键特征:第一,在0.2mV范围内,由于Andreev反射,在正常-超导界面处存在圆顶状的电导增强。通过进一步推动W尖端,电导增强从3%增加到20%以上,比以前报道的大得多,可能是由于尖端施加的压力。其次,在高于0.2 mV的偏置下也存在类似超导的特征,其持续到6.2 K,类似于体Sr $_{2}$ RuO $_{4}$晶体在单轴压力下的增强的超导性,但在这里更明显。第三,对数背景可以用Altshuler-Aronov隧穿理论拟合到准二维电子系统中,与Sr $_{2}$ RuO $_{4}$中的高度各向异性电子系统一致。
2015-01-05 cond-mat.supr-con
Identifying detrimental effects for multi-orbital superconductivity - Application to Sr$_2$RuO$_4$
通过引入超导适应度的概念,我们提出了一个一般的方案来探测任意配对态与给定的正常态哈密顿量的相容性。这个新量给出了在存在关键对称性破缺场的情况下对超导临界温度抑制的直接测量。超导适应性的一个优点是,它可以被用作一种工具,以确定非平凡的机制,以抑制超导性下的各种外部影响,特别是,磁场或扭曲,甚至在复杂的多轨道系统。根据这一新概念,我们分析了多带超导体Sr $_2$ RuO $_4$,并提出了一种抑制多轨道系统超导性的新机制,我们称之为轨道间效应,作为在这种材料的上临界场中观察到的不寻常的限制特征的一种可能的解释。
2016-05-12 cond-mat.supr-con
Orbital Fluctuation-Induced Triplet Superconductivity : Mechanism of Superconductivity in ${\rm Sr}_{2}{\rm RuO}_{4}$
本文采用简并的哈伯德模型,在弱耦合理论下研究了${\rm Sr}_{2}{\rm RuO}_{4}$的超导机制。当系统接近轨道不稳定性时,由于不同轨道上的电子之间的就地库仑相互作用的增加而实现,这表明三重态超导性出现。这种超导机制只适用于具有多个费米面的轨道简并系统。
2002-04-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Identification of Spin-Triplet Superconductivity through a Helical-Chiral Phase Transition in Sr$_2$RuO$_4$ Thin-Films
尽管经过二十多年的努力,Sr $_2$ RuO $_4$超导体的配对对称性仍然不清楚。在这篇快速通讯中,受到最近Sr $_2$ RuO $_4$薄膜制备技术的快速进步的启发,我们提出了一种有前途的策略,通过采用反对称自旋轨道耦合势和塞曼势,由于外部磁场来识别自旋三重态超导薄膜的几何形状。我们证明了自旋三重态超导薄膜在外加磁场的作用下会发生从螺旋态到手征态的相变。这种相变伴随着表面Andreev束缚态性质的剧烈变化。因此,螺旋手性相变,这是唯一的自旋三重态超导体,可以通过在正常金属/超导体结的隧道电导谱的突然变化检测。重要的是,我们的建议是通过结合关于自旋三重态超导物理学的基本和严格的概念。
2019-12-31 cond-mat.supr-con
Edge states of Sr$_2$RuO$_4$ detected by in-plane tunneling spectroscopy
我们进行隧道光谱的Sr $_2$ RuO $_4$搜索特有的拓扑超导的边缘状态。在用$in$ $situ$工艺制备的SrPDMATHABMM RuO $_4$ /Au结上获得的电导谱显示出宽峰,表明成功地检测到了1.5K相的a轴边缘。检测到三种峰形:圆顶峰、分裂峰和两阶峰。通过比较实验与预测的非常规超导性,这些品种是源于多带手征p波对称性与弱各向异性的对振幅。电导谱中的宽峰是手征p波超导所特有的边缘态的直接表现。
2011-05-07 cond-mat.supr-con
Muon-spin rotation measurements of the vortex state in Sr$_2$RuO$_4$: type-1.5 superconductivity, vortex clustering and a crossover from a triangular to a square vortex lattice
利用μ子自旋转动探测了Sr $_2$ RuO $_4$中的涡旋态。在适度的领域和温度的三角形对称的晶格观察到,交叉到一个正方形对称的晶格,增加字段和温度。在较低的领域,它被发现,有大的区域的样品是完全免费的涡流增长的体积随着温度的下降。重要的是,这伴随着{ \it增加}涡旋密度和包含涡旋群的区域内的增加的无序。这两种效应都是由于多带手征阶超导性所产生的强烈的温度依赖的长程涡旋吸引力所导致的。
2014-03-07 cond-mat.supr-con
Strain-enhanced superconductivity in RuO$_2$ thin films: Joint experimental and theoretical studies
National Taiwan University(国立台湾大学);Academia Sinica(中央研究院);National Center for Theoretical Sciences(国家理论科学中心)
本研究结合实验与理论,探究RuO[[ABSTRACT_FORMULA_N]]薄膜的超导性,发现[001]压应变可增强其电子-声子耦合,提升超导转变温度,为调控该类薄膜的超导性提供了有效途径。
2026-10-16 cond-mat.supr-con
Fluctuation-driven superconductivity in Sr$_2$RuO$_4$ from weak repulsive interactions
我们提供了一个模型有关的Sr $_2$ RuO $_4$内自旋涨落介导的超导性在非常弱的耦合限制领先的超导不稳定性的结果。该理论将自旋轨道耦合(SOC)的影响,在能带结构和配对内核的形式相关联的磁各向异性。发现主导超导相是$d_{x^2-y^2}$和节$s$波态。然而,奇宇称螺旋解可以在弱$U$ -极限中对于小SOC和Hund耦合$J$成为主导,或者在相反的极限中对于大SOC和$J$在Hubbard- $U$的较大值成为主导。奇宇称手征解从未被发现是领先的。最后,我们讨论了在不同的探索参数制度所产生的超导谱隙的形式。
2020-01-30 cond-mat.supr-con
Limits on Superconductivity-Related Magnetization in Sr$_2$RuO$_4$ and PrOs$_4$Sb$_{12}$ from Scanning SQUID Microscopy
我们目前的超导体Sr 2 RuO 4(Tc = 1.5 K)和PrOs $_4$ Sb $_{12}$(Tc = 1.8 K)的扫描SQUID显微镜数据。在这两种材料中,通过μ子自旋旋转观察到了与超导性相关的时间反演破缺场;我们的目的是可视化这些场的结构。然而,在Sr $_2$ RuO $_4$和PrOs $_4$ Sb $_{12}$中,我们都没有观察到自发的超导相关磁化。在Sr $_2$ RuO $_4$中,许多实验结果都是用$px \pm ipy$超导序参量来解释的。该序参量预期在样品边缘和序参量畴壁处给出自发磁感应强度。假设大域,我们的数据限制域壁和边缘字段不超过约0.1%和约0.2%的预期幅度,分别。或者,如果磁化强度是预期的量级,则对于随机畴,典型的畴尺寸被限制为约30 nm,或者对于周期性畴,典型的畴尺寸被限制为约500 nm。
2010-03-10 cond-mat.supr-con
Alignment of chiral order parameter domains in Sr_{2} RuO_{4} by magnetic field cooling
Sr $_{2}$ RuO $_{4}$的超导电性是非常规的,被认为是$p_{x}\pm ip_{y}$配对对称的。这两个简并序参量允许形成由畴壁分隔的手性畴。在Sr $_{2}$ RuO $_{4}$单晶边缘上形成的约瑟夫森结中,手性畴可以在隧穿方向上产生相位变化,引起抑制和调制结的临界电流的干涉效应。在磁场中冷却的结升降机之间的序参量状态的简并和诱导的优先手征,显着修改相位干涉。我们目前的实验结果Sr $_{2}$ RuO $_{4}$ /Cu/Pb约瑟夫森结在磁场冷却显示其临界电流的显着增强,提供直接证据的手性域的存在和它们的排列在磁场。
2010-02-07 cond-mat.supr-con
Odd-frequency superconductivity in Sr$_2$RuO$_4$ measured by Kerr rotation
我们建立了在Sr $_2$ RuO $_4$体奇频超导的存在,并表明,一个固有的克尔效应是这种状态的直接证据。我们使用两个一般的两个和三个轨道模型,以及一个现实的紧束缚描述Sr $_2$ RuO $_4$证明,奇频率配对出现由于在正常状态下不同的轨道之间的有限杂交,并进一步增强有限的轨道间配对。
2017-02-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hidden quasi one-dimensional superconductivity in Sr$_2$RuO$_4$
使用渐近精确弱耦合分析的多轨道哈伯德模型的电子结构的\SRO,我们表明,自旋和电荷之间的相互作用的波动导致明确的三重态配对起源于准一维带。由此产生的超导态自发地打破了时间反演对称性,并且具有$Δ\sim p_x + i p_y \hat{z}$的形式,具有尖锐的间隙最小值和仅{ \it弱}钉扎的d矢量。超介子在拓扑上是{ \it平凡}的,因此沿边界缺乏强的手征马约拉纳费米子模式。拓扑保护的边缘模式的情况下,可以解释令人惊讶的实验检测到的边缘电流在这个系统中没有。
2010-03-26 cond-mat.supr-con
Possible three-dimensional nematic odd-parity superconductivity in Sr$_2$RuO$_4$
Sr $_2$ RuO $_4$中的超导配对被广泛认为是与$\vec{d}_{\boldsymbol k} \sim (k_x + ik_y)\hat{z}$的手征$p$ -波,它属于晶体$D_{4h}$群的$E_u$表示。然而,这种超导秩序似乎很难与一些关键实验相协调。本文基于对称性分析,讨论了材料中轨道间的层间耦合和相当大的自旋轨道耦合(SOC)所导致的具有固有三维(3D)特征的奇宇称配对的可能性。我们专注于一个尚未探索的$E_u$配对,其中包含有限的$(k_z \hat x$,$k_z \hat y)$ -组件的差距功能。在适当的情况下,可以实现一种新的时反不变的双线性配对。这种超导态可能与Sr $_2$ RuO $_4$的一些令人困惑的观察结果有关,例如在单轴应变下没有自发边缘电流和没有分裂跃迁的证据。
2018-10-14 cond-mat.supr-con
Low temperature physics of Sr$_2$RuO$_4$: multi-component superconductivity
结果表明,在Sr $_2$ RuO $_4$中观察到的超导性质可以通过适当考虑系统的内部自由度来解释。电子在RuO $_2$平面中是强关联的,而超导相变是由平面之间的"umklapp散射"驱动的。面内磁关联是通过非微扰方法确定的。轨道简并度和磁矩是库珀对的内部自由度,它们解释了超导相中的热力学性质。
2002-03-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Superconductivity of Sr$_2$RuO$_4$ Under $c$-Axis Uniaxial Stress
将面内单轴压力应用于强关联低维系统已被证明可以显着调整电子结构。例如,非常规超导体Sr $_2$ RuO $_4$可以通过单个Van Hove奇点进行调谐,这导致$T_\text{c}$和$H_\text{c2}$的强烈增强。平面外($c$轴)的单轴压力预计会更强烈地调整准二维结构,使其同时接近两个Van Hove奇点。在这里,我们实现了记录值的$3.2$ GPa压缩沿$c$轴的Sr $_2$ RuO $_4$。虽然$H_\text{c2}$的上升表明我们确实正在接近范霍夫点,但$T_\text{c}$被抑制了,这一结果与基于简单二维模型的预期相矛盾。作为第一次尝试考虑到第三个维度,我们提出了在弱相互作用限制的三维计算,并讨论了在何种程度上,他们是一致的观察。我们的实验结果强调了平面外效应在一般低维系统中的重要性,并为Sr $_2$ RuO $_4$中配对相互作用的理论提供了新的约束。
2022-01-18 cond-mat.supr-con
Spin-triplet superconductivity in Sr$_2$RuO$_4$ probed by Andreev reflection
本文用准粒子反射和透射方法研究了Sr $_2$ RuO $_4$在Sr $_2$ RuO $_4$ -Pt点接触正常导体-超导体界面上的超导能隙函数。我们发现了两种完全不同类型的$dV/dI$与$V$光谱,或者具有双极小结构,或者具有零偏压电导异常。这两种类型的光谱预计分别在正常金属和自旋三重态超导体之间的界面势垒的高和低透明度的限制。连同温度依赖性的光谱,这一结果强烈支持的自旋三重态超导序参量的Sr $_2$ RuO $_4$。
2000-02-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in Uniquely Strained RuO$_{2}$ Films
本研究通过在不同衬底上外延生长RuO$_2$单晶薄膜开展应变工程研究,发现特定钌-氧键缩短是超导薄膜共同特征,结合从头算揭示软声子模对超导出现的重要性,为通过外延应变调控声子模探索过渡金属氧化物超导电性提供了新思路。
2020-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Examining the possibility of chiral superconductivity in Sr$_2$RuO$_4$ and other compounds via applied supercurrent
本文提出用面内超电流破坏四方对称性,通过研究相图、比热异常和隧穿谱差异来探测Sr$_2$RuO$_4$及其他候选材料中的手性超导序。
2024-01-18 cond-mat.supr-con
Probing chiral superconductivity in Sr$_{2}$RuO$_{4}$ underneath the surface by point contact measurements
$_{2}$ RuO $_{4}$(SRO)是临界温度为$T_{c}(SRO)\sim$ 1.5 K的手征$p$波超导体的主要候选者.提出了具有相反手性的手性结构域$p_{x}\pm ip_{y}$,但尚未得到证实。我们测量了钨针尖和SRO-Ru共晶晶体之间的点接触电阻(PC)的场依赖性,其中微米级的Ru夹杂物嵌入SRO中,具有原子尖锐的界面。钌是一种$s$波超导体,其$T_{c}(Ru)\sim$为0.5 K,从PC电阻和光谱可以看出,钉扎在Ru夹杂物附近的磁通可以抑制其超导电性。这种磁通钉扎效应源于SRO \textit{underneath}表面,并且非常强。为了完全去除它,必须对$T_{c}(SRO)$以上的样品进行热循环。这类似于铁磁体的热退磁,其中铁磁畴在其居里温度以上随机化。另一种方法是通过施加具有减小幅度的交变场,类似于铁磁体的场退磁。所观察到的磁电阻的磁滞现象可以用畴动力学来解释,为手性畴的存在提供了支持。讨论了\textit{underneath}在表面的强钉扎起源。
2016-10-21 cond-mat.supr-con
Unconventional superconductivity and magnetism in Sr$_2$RuO$_4$ and related materials
本文综述了非常规三重态超导体Sr $_2$ RuO $_4$的正常态和超导态性质,着重分析了磁化率和强电子关联所起的作用。特别是,我们表明,产生的磁性活动从巡游电子在Ru $d$轨道和强烈的磁各向异性发生($χ^{+-} < χ^{zz}$)由于自旋轨道耦合。后者主要由自旋磁化率的横向和纵向分量的$g$因子的不同值(即矩阵元素不同)引起。最重要的是,这种各向异性和不相称的反铁磁和铁磁波动的存在下,超导序参量的对称性有很强的后果。特别是,回顾自旋波动引起的库珀配对的情况下,在应用程序中的Sr $_2$ RuO $_4$,我们显示如何p波库珀配对与相邻的RuO $_2$ -平面之间的线节点可能会发生。我们还讨论了Sr $_2$ RuO $_4$中存在的问题,如磁性和非磁性杂质对Sr $_2$ RuO $_4$超导态和正常态的影响。很明显,Sr $_2$ RuO $_4$中三重态超导的物理机制还远未完全理解,仍有待于更详细地分析。将该理论应用于重费米子系统中表现出自旋涨落的超导性也是有趣的。
2004-01-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Triplet Pairing Superconductivity Induced by Short-Range Ferromagnetic Correlations in Sr$_2$RuO$_4$
本文讨论了Sr $_2$ RuO $_4$中三重态超导电性的微观起源,着重讨论了O位上库仑相互作用$U_{pp}$的作用。在$d$ - $p$模型上表明,$U_{pp}$诱导了相邻Ru位的“d-电子”(具有$d_{xy}$ -对称性的分子轨道)之间的铁磁交换相互作用,导致短程铁磁关联,并促进了在$γ$ -带上具有($\sin p_x\pm\ii\sin p_y$)-对称性的Cooper配对。这种铁磁关联有效工作的原因可以追溯到Ru位的4d电子的能级相对较低并且位于O位的$2p$电子的能级附近的事实。
2005-08-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multipole-fluctuation pairing mechanism of $d_{x^2-y^2}+ig$ superconductivity in Sr$_2$RuO$_4$
尽管在实验和理论上做了大量的努力,但Sr $_2$ RuO $_4$超导体的对对称性仍然没有定论。偶然简并的$d_{x^2-y^2}+ig$与当前大多数实验一致,似乎是最可能的候选者之一,但我们仍然缺乏一个令人满意的理论机制,它的出现。在这里,我们构建了一个唯象模型结合现实的电子能带结构和所有的电子允许的多极涨落作为潜在的配对胶,并在Eliashberg框架内的主要配对状态进行了系统的调查。我们的计算表明,$d_{x^2-y^2}+ig$可以自然地产生的相互作用的反铁磁,铁磁和电多极波动的共存表现在以前的实验和计算。我们的工作为超导Sr $_2$ RuO $_4$中$d_{x^2-y^2}+ig$配对的可能性提供了物理上合理的依据。
2022-08-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anisotropy and Strong-Coupling Effects on the Collective Mode Spectrum of Chiral Superconductors: Application to Sr$_2$RuO$_4$
基于强相互作用、自旋-轨道耦合和多带各向异性的相互作用的Sr $_2$ RuO $_4$的最新理论预测手性或螺旋基态具有配对状态的强各向异性,在激发间隙中具有深极小值,以及手性基态的强相位各向异性。本文发展了含时平均场论,计算了从$^3$ He-A到强各向异性的二维手征超导体的玻色谱。手征超导体支持一对大规模的玻色子激发的时间反转对标记的宇称下的电荷共轭。对于二维$^3$ He-A,这些模式是简并的。晶场各向异性提高了简并度。强的各向异性也会导致低位的费米子,从而导致玻色子模式的衰变。选择规则和相空间的考虑导致大的不对称性的寿命和杂交的玻色子模式与连续的未绑定的费米子对。我们还强调了微波辐射的激发的玻色子模式,提供明确的签名的各向异性手性基态的玻色子模式的结果。
2015-05-24 cond-mat.supr-con
SrRuO$_3$-SrTiO$_3$ heterostructure as a possible platform for studying unconventional superconductivity in Sr$_{2}$RuO$_{4}$
关于锶的非常规超导性存在着激烈的争议,各种理论和实验研究都表明了不同的和相互排斥的配对对称性。目前,研究仅集中在一种材料Sr 2 RuO 4上,并且该领域缺乏比较目标。在这里,采用基于密度泛函理论的分析,我们表明,由SrRuO 3和SrTiO 3的异质结构被赋予所有的关键特性的Sr 2 RuO 4,并在原则上,可以主机超导性。此外,我们表明,竞争的磁相和相关的挫折,自然影响超导状态,可以调整外延应变工程。因此,该系统提供了一个很好的平台,以获得更多的洞察超导体的超导性。
2020-06-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of superconductivity in a three-orbital model of Sr$_2$RuO$_4$
在传统的和高转变温度的氧化铜和铁磷属元素化物超导体中,库珀对都具有偶宇称。作为一个罕见的例外,Sr $_2$ RuO $_4$是拓扑手征p波超导的第一个主要候选者,它具有时间反演破缺奇宇称库珀对,已知以前只存在于中性超流体$^3$ He中。然而,有几个关键的未解决的问题阻碍了非常规超导的微观描述。在实验中,大、小波矢上的自旋涨落都存在,但它们是如何产生并驱动超导性的还不清楚。自发边缘电流是预期的,但没有最终观察到。具体的实验指出,在超导状态下准粒子激发的能隙与能带和/或动量高度相关。在这里,通过全面的功能重整化群计算与所有相关的频带,我们解开各种竞争的可能性。特别是,我们显示了小的波矢自旋波动,由一个单一的二维带驱动,触发p波超导准节能隙。
2013-07-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multiband mean-field theory of the $d+ig$ superconductivity scenario in Sr$_2$RuO$_4$
提出通用多带模型解释 Sr$_2$RuO$_4$ 超导态矛盾,通过次近邻相互作用产生 $g$ 波配对,在 $d+ig$ 态下保持无能隙并引发应变依赖的 $T_c$ 与 $T_\ ext{trsb}$ 劈裂。
2023-07-26 cond-mat.supr-con
Conditions for orbital selective altermagnetism in Sr$_2$RuO$_4$: tight binding model, similarities with cuprates and implications on superconductivity
本研究结合第一性原理计算与$t_{2g}$紧束缚模型,揭示八面体旋转可在单层和体相Sr$_2$RuO$_4$中诱导轨道选择性交错磁相,并阐明其对自旋单重态非常规配对的影响。
2025-06-14 cond-mat.supr-con
Reconciling $π$ phase shift in Josephson junction experiments with even-parity superconductivity in Sr$_2$RuO$_4$
Sr $_2$ RuO $_4$的超导态曾被认为是$p$波超导性的主要候选者。低于转变温度的恒定Knight位移为自旋三重态配对提供了证据,而在约瑟夫森结隧穿实验中观察到的$π$相移表明了奇宇称配对,这两种情况都由$p$波态描述。然而,随着最近的实验观察到在转变温度以下奈特位移的显着减少,表明自旋单重态,奇宇称结果有待协调。在这项工作中,我们表明,一个偶宇称赝自旋单重态起源于轨道间配对通过自旋轨道耦合可以解释什么被认为是一个奇宇称态的证据。在存在小镜像对称性破缺的情况下,轨道间配对是唯一能够显示解释这些实验结果所需的奇宇称特性的。此外,我们讨论了如何这些实验可用于区分拟议的配对状态的Sr $_2$ RuO $_4$。
2023-01-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for even parity unconventional superconductivity in Sr$_2$RuO$_4$
四分之一个多世纪以来,Sr $_2$ RuO $_4$的超导序参量对称性的非生物识别一直是难以捉摸的。虽然超流$^3$ He- $A$的手性$p$波基态类似物只是最近才被排除,但其他提出的$p$波方案仍然可行。在这里,场依赖的$^{17}$ O奈特位移测量进行比较,相应的比热测量,以前报道。我们的结论是,移位的结果可以占预期的场致准粒子响应。正常态磁化率的$<10\%$的凝聚磁响应的上限足以排除奇宇称候选者。
2020-07-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic theory for superconductivity in Sr$_2$RuO$_4$: triplet pairing due to spin-fluctuation exchange
使用一个二维的哈伯德哈密顿量的三个电子带的费米能级交叉在Sr $_2$ RuO $_4$我们计算的能带结构和自旋磁化率$χ({\bf q}, ω)$与核磁共振(NMR)和非弹性中子散射(INS)实验定量一致。磁化率在{ \bf Q} $_i = (2π/3, 2π/3)$处有两个峰值,这是由于嵌套费米表面性质,在{ \bf q} $_i = (0.6π, 0)$处有两个峰值,这是由于铁磁性的趋势。应用自旋涨落交换理论,在层状铜氧化物,我们确定从$χ({\bf q}, ω)$,电子色散,费米表面拓扑结构的超导性在Sr $_2$ RuO $_4$由三重态配对。结合费米面拓扑和$χ({\bf q}, ω)$的结果,我们可以排除超导序参量的$s-$和$d-$波对称性。此外,在我们的分析和近似,我们发现,$f$波对称性略优于p波对称性,由于费米面的嵌套属性。
2001-08-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum transport signatures of chiral edge states in Sr$_2$RuO$_4$
本文研究了一种基于双量子点的库珀对分裂器的输运性质,超导引线由Sr $_2$ RuO $_4$组成。该装置可用于探索超导序参量的对称性在Sr $_2$ RuO $_4$通过测试存在的无带隙的手征边缘状态,这是预测存在,如果大块超导体是由一个手征$p$波状态。体序参量的奇轨道对称性确保了我们可以实现一种机制,其中隧穿进入双点系统的电子来自手征边缘态,从而在电导中留下它们的签名。建议的库珀对分裂器有可能探测非常规超导体的序参量。
2013-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pairing state at an interface of Sr$_2$RuO$_4$: parity-mixing, restored time-reversal symmetry, and topological superconductivity
本文在微观计算的基础上研究了自旋三重态超导体Sr $_2$ RuO $_4$(001)界面上的成对态。由于在界面处诱导的Rashba型自旋轨道相互作用,该系统中自旋单重态和自旋三重态之间的库珀对发生了强宇称混合。尽管自旋轨道分裂相当大,但自旋轨道分裂带之间也存在很强的带间对相关。这是由于自旋轨道相互作用和配对相互作用之间的挫折。在这种配对状态下,时间反转对称性恢复,与体Sr $_2$ RuO $_4$相反,体Sr $_2$ RuO $_4$被认为是具有破缺的时间反转对称性的手性$p+ip$超导体。结果表明,由于这些功能,在界面处的配对状态是最近提出的时间反演不变的拓扑超导体的一个有前途的候选人。
2009-05-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Off-site-repulsion induced Triplet Superconductivity: a possibility of chiral p$_{x+y}$ pairing in Sr$_2$RuO$_4$
为了探讨电荷涨落对三重态配对的影响,我们研究了三重态配对超导体Sr $_2$ RuO $_4$的$γ$带模型中的配对对称性.结果表明,在没有$V$的情况下,$d_{x^2-y^2}$ -对对占主导地位,而引入$V$则使$p_{x+y}$和$d_{xy}$占主导地位.手性$p_{x+y}$ +i $p_{x-y}$的能隙函数具有与最近在旋转磁场中测量到的β-enate中的比热一致的节点。这表明离位排斥在该材料的三重态超导电性中起着重要的作用。
2004-04-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Analysis of impurity-induced circular currents for the chiral superconductor Sr_{2}RuO_{4}
本文分析了在Sr_2RuO_4中很可能实现的手征超导态${\bf d}({\bf k}) = \hat{\bf z} (k_x \pm i k_y)$(时间反演对称破缺)在非磁性杂质附近感应出圆电流的微观机制。从Bogolyubov-de Gennes方程的非自洽解析解中,我们发现了两种准粒子态:束缚态和连续态。通过杂质散射,凝聚体将角动量转移到准粒子态,从而产生环流。在低温下,准粒子谱的连续部分给出了主要贡献。非自洽解产生有限角动量的状态。与相应的金兹伯格-朗道理论的比较揭示了超导凝聚产生的补偿逆流的存在。用μ子自旋弛豫测量可能观测到了杂质周围出现的电流和磁场。
1999-06-07 cond-mat.supr-con
Superconductivity in Sr$_2$RuO$_4$ thin film under biaxial strain
在实验上成功地通过双轴应变对生长在失配衬底上的$_2$薄膜的能带结构进行了调控的基础上,我们利用泛函重整化群理论研究了双轴应变对电子不稳定性,如超导性(SC)和自旋密度波(SDW)的影响.根据实验,正应变(来自晶格膨胀)导致电荷转移到$γ$带,从而导致费米面的Lifshitz重构。我们的理论计算表明,在有限的正应变范围内,实现了p波超导秩序。然而,随着应变的进一步增加,系统在Lifshitz转变之前发展到SDW状态。我们还考虑了负应变(从晶格收缩)的影响。随着应变的增加,存在从p波SC状态到节s波SC状态的转变。理论结果与实验结果进行了比较,并可以通过进一步的实验进行检查。
2017-11-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic theory of tunneling spectroscopy in Sr$_2$RuO$_4$
我们研究了超导体Sr $_2$ RuO $_4$的表面Andreev束缚态(ABS),它是实现手征$p$波超导态的候选材料.为了阐明手征边缘模作为ABS的作用,在考虑轨道自由度(包括自旋-轨道相互作用)和实际材料参数的情况下,采用递归格林函数方法计算了普通金属/Sr $_2$ RuO $_4$结的表面态密度和隧穿电导.在Sr $_2$ RuO $_4$中,有两个源于准一维轨道$d_{yz}$和$d_{zx}$的带$α$和$β$,以及一个源于$d_{xy}$轨道的二维带$γ$.讨论了不同电子能带对LDOS的贡献以及原子自旋轨道相互作用(SOI)对LDOS的影响。根据我们的计算,准一维模型与Au/Sr $_{2}$ RuO $_{4}$结的电导测量结果一致。
2014-05-07 cond-mat.supr-con
Hidden anomalous Hall effect in Sr$_2$RuO$_4$ with chiral superconductivity dominated by the Ru $d_{xy}$ orbital
超导体Sr-$_2$-RuO-$_4$的极性克尔效应意味着有限的交流反常霍尔电导。由于本征反常霍尔效应(AHE)不适用于在单个Ru $d_{xy}$轨道上发展的手性超导配对,因此已经提出了涉及Ru $d_{xz}$和$d_{yz}$轨道的多轨道手性配对作为潜在机制。在这里,我们提出,即使手征超导性主要是由$d_{xy}$轨道驱动,AHE仍然可能出现。这是证明通过两个单独的模型,考虑到次优势轨道的库珀配对,涉及的RuO $_2$平面中的氧$p_x$和$p_y$轨道,另一个$d_{xz}$和$d_{yz}$轨道。在这两个模型中,主导$d_{xy}$和其他轨道之间的有限轨道混合可能会导致它们之间的轨道间配对,并且所得到的状态支持固有的AHE,克尔旋转角可能与实验观察相一致。因此,我们的建议揭示了新的光的微观配对在Sr $_2$ RuO $_4$。我们还表明,本征霍尔效应通常是不存在的非手性状态,如$\mathcal{S}+i\mathcal{D}$,$\mathcal{D}+i\mathcal{P}$和$\mathcal{D}+i\mathcal{G}$,这提供了一个明确的约束在这种材料的超导秩序的对称性。
2020-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Controllable suppression of the unconventional superconductivity in bulk and thin-film Sr$_{2}$RuO$_{4}$ via high-energy electron irradiation
本研究利用高能电子辐照在块体和薄膜 Sr$_2$RuO$_4$ 中引入点缺陷,发现二者 $T_{\ ext{c}}$ 的抑制速率几乎一致,从而揭示薄膜剩余电阻率的来源并建立块体与薄膜超导性的定量联系。
2024-02-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Proposed experiment: out-of-plane nodal lines in Sr$_{2}$RuO$_{4}$
由于最初提出的一个非传统的手征序参量在钙钛矿超导体Sr $_{2}$ RuO $_{4}$,已经给予了很多关注的可能性面外的节线上占主导地位的$γ$圆柱费米表面提供证据低位准粒子激发在这种材料。在这里,我提出了一个隧道光谱实验,以确定是否这样的节线实际上存在。
2009-09-23 cond-mat.supr-con
Inversion symmetry of Josephson current as test of chiral domain wall motion in Sr$_{2}$RuO$_{4}$
澄清超导Sr $_{2}$ RuO $_{4}$的手征畴结构一直是确定其特殊拓扑超导态的一个长期问题。我们评估了Nb/Sr $_{2}$ RuO $_{4}$约瑟夫森结的临界电流$I_{c}$与磁场$H$的关系,改变了结的尺寸,期望控制结中畴的数量。当尺寸减小到几微米时,$I_{c}(H)$表现出从反转对称性破缺到不变性的恢复。这种反转不变的行为表明畴壁的消失,因此,一个单一的域的大小估计约为几微米。
2015-08-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Stabilizing Even-Parity Chiral Superconductivity in Sr$_2$RuO$_4$
锶铼酸盐(Sr $_2$ RuO $_4$)长期以来被认为具有自旋三重态手性$p$波超导态。然而,在最近的自旋磁化率测量中观察到的单态响应对这种配对状态产生了严重的怀疑。连同时间反演对称性破缺和剪切模量$c_{66}$在超导转变温度下的跳跃的证据,现有的实验指向具有$k_z(k_x\pm ik_y)$样$E_g$对称性的偶宇称手征超导体,这一直被基于Sr $_2$ RuO $_4$的准二维电子结构而驳回。在这里,我们展示了如何的轨道自由度可以编码的$E_g$序参量的两个组件的性质,允许一个本地的轨道反对称自旋三重态,可以通过现场洪德耦合稳定。我们发现,这种异国情调的$E_g$状态可以是能量稳定的,一旦被认为是一个完整的,现实的三维模型,其中动量相关的自旋轨道耦合项是关键。这种状态自然会产生Bogoliubov费米面。
2020-07-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Perspectives on Nodal Superconductors
在过去的几年中,许多新的超导体,包括Sr $_2$ RuO $_4$,CeCoIn $_5$,$κ$ -(ET)$_{2}$ Cu(NCS)$_{2}$,YNi $_{2}$ B $_{2}$ C和PrOs $_{4}$ Sb $_{12}$,通过角相关的磁热导率测量,已经确定了间隙对称性。然而,关于Sr $_2$ RuO $_4$的超导电性的性质仍存在争议。对于PrOs $_{4}$ Sb $_{12}$,最近提出了自旋三重态超导性。在这里,我们还提出了UPd $_2$ Al $_3$的g波超导性(即,$Δ({\bf k})=Δ\cos(2χ), χ= ck_{z}$)。
2004-08-15 cond-mat.supr-con
Suppression of spontaneous currents in Sr$_2$RuO$_4$ by surface disorder
对于非常规超导体Sr $_2$ RuO $_4$的配对对称性的手征$p$波假设的一个主要挑战是设计用于检测预期的自发电荷电流的灵敏扫描磁力测量实验的无效结果。出于结隧穿电导测量表明淬火的超导电性的表面,即使是高纯度的样品,我们研究了自发电流的手征$p$波超导体附近的正常金属/超导体界面使用晶格Bogoliubov-de Gennes方程和Ginzburg-Landau理论,并发现边缘电流被抑制了一个数量级以上,以前的估计相比。这些计算表明,接口的细节可以有一个定量的有意义的影响的预期磁力实验。
2014-04-17 cond-mat.supr-con
A Review of Electronic Transport in Superconducting Sr$_2$RuO$_4$ Junctions
本文综述了Sr $_2$ RuO $_4$超导结中的电子输运。输运测量提供了手征畴壁的证据,因此,在超导Sr $_2$ RuO $_4$的手征超导性,但到目前为止,基本的超导状态的对称性仍然没有定论。进一步的研究涉及态密度测量和自旋极化输运的本地/非本地的Sr $_2$ RuO $_4$结与磁性材料可能会导致基本的发现和更好地理解超导状态。
2021-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Identifying possible pairing states in Sr$_2$RuO$_4$ by tunneling spectroscopy
我们研究了三维正常金属/Sr $_2$ RuO $_4$结的隧穿光谱作为一种实验手段,以确定在Sr $_2$ RuO $_4$配对对称性。特别地,我们考虑了Sr $_2$ RuO $_4$中三种不同的可能配对状态:自旋单重态手性$d$波,自旋三重态螺旋$p$波和自旋双重态$f$波,所有这些都与最近的核磁共振实验结果一致[A. Pustovich等人,Nature 574,72(2019)]。采用Blonder-Tinkham-Klapwijk理论计算隧穿电导,并将Sr $_2$ RuO $_4$的圆柱形二维费米面作为各向异性的有效质量和动量积分的截止点。指出了手征$d$波配对态与以前的沿$c$轴隧穿电导实验不一致。我们还发现,其余的候选人,自旋三重螺旋$p$ -波配对状态和自旋双$f$ -波的,可以区分彼此沿$a$ -和$b$ -轴的面内隧穿光谱。
2020-01-29 cond-mat.supr-con
Destruction of surface states of ($d_{zx}+id_{yz}$)-wave superconductor by surface roughness: application to Sr$_2$RuO$_4$
该研究利用准经典Eilenberger理论,揭示($d_{zx}+id_{yz}$)波超导体的手性表面电流对表面粗糙度的脆弱性远高于($p_x+ip_y$)波,该差异源于表面奇频Cooper对的轨道对称性,可解释Sr$_2$RuO$_4$实验中的零自发磁化结果。
2022-07-08 cond-mat.supr-con
Nodal gaps from local interactions in Sr$_2$RuO$_4$
Sr $_2$ RuO $_4$在过去的几年里一直受到严格的审查后,新的核磁共振测量揭示了超导状态可能是一个自旋单线态。根据这些新的实验,最好的序参量候选者之一是具有$d_{xz}+id_{yz}$对称性的手征d波态。这个序参量由于正常态电子结构的强二维特征而被忽略。最近,一个唯象的建议的基础上的局部相互作用与三维电子结构表明,手征d波状态可以是稳定的Sr $_2$ RuO $_4$一旦动量依赖的自旋轨道耦合被适当地考虑。在这里,我们讨论的起源的节点和下降,在这个序参量继承正常状态的哈密顿量,显示出一个节点的差距可以出现纯粹的本地相互作用和连接的存在与超导健身措施的节点。
2021-10-20 cond-mat.supr-con
Magic angle of Sr$_2$RuO$_4$: Optimizing correlation-driven superconductivity
本文通过RPA和FRG研究Sr$_2$RuO$_4$中结构畸变对超导的影响,预测存在使$T_c$最大化的魔角八面体旋转角及$d_{x^2-y^2}$主导配对对称性,并给出准粒子干涉成像计算以供实验验证。
2024-10-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The interface between Sr$_2$RuO$_4$ and Ru-metal inclusion--Implications for its superconductivity
在不同的生长条件下,当可能的非常规超导体Sr $_2$ RuO $_4$(SRO)含有Ru金属的微夹杂物时,超导临界温度显著增加。STEM研究显示了一个尖锐的界面几何形状,它允许SRO和Ru金属的晶体通过在界面处形成相称的超晶格结构而并排生长。在试图阐明为什么会发生这种情况下,我们研究了氧化物和金属微夹杂物之间的界面的原子结构和电子性质,使用密度泛函理论(DFT)计算。我们的研究结果支持所观察到的结构,表明它是积极优于其他类型的Ru-金属/SRO接口。我们发现,一个$t_{2g}$ - $e_g$轨道混合发生在界面处的磁矩显着增强。基于我们的研究结果,我们认为,夹杂介导的层间耦合减少超导序参量的相位波动,这可以解释所观察到的增强超导临界温度的SRO样品中含有微夹杂物。
2016-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The influence of chiral surface states on the London penetration depth in Sr$_2$RuO$_4$
本文分析了非常规超导体Sr $_2$ RuO $_4$的伦敦穿透深度,并假定了一个同时破坏时间反演对称性和宇称性的序参量。这样的超导态具有手征准粒子态,其子能隙能量在表面。我们发现,这些subgap状态可以给一个显着的贡献,伦敦的穿透深度产生$ T^2 $幂律的低温行为,即使散装准粒子光谱是有间隙的。多个电子带的存在引起子带表面态之间的带间跃迁,并影响表面阻抗的性质。此外,表面态还导致非线性迈斯纳效应。
2000-06-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting pairing in Sr$_2$RuO$_4$ from weak to intermediate coupling
Sr $_2$ RuO $_4$的非常规超导电性一直吸引着人们的兴趣。虽然许多测量可以解释的基础上的手性$p$波配对有趣的拓扑特征,一些例外阻碍了明确的验证这种配对。配对机制也仍在辩论中。本文在考虑自旋-轨道耦合效应的基础上,通过系统的微观分析,在无规相位近似下,重新研究了Sr $_2$ RuO $_4$的超导不稳定性。我们的计算表明,奇宇称$p$ -波配对是非常弱相互作用的制度,但高度各向异性偶宇称配对成为最领先的范围内的较强的相互作用。这些结果有助于揭示Sr $_2$ RuO $_4$中神秘的超导电性的本质。
2018-03-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of strain inhomogeneity on a chiral p-wave superconductor
基于应变对Sr $_2$ RuO $_4$相变温度T $_c$的影响,我们研究了二维手征p波超导体的应变响应.我们专注于非均匀应变场的影响,这是总是存在于任何这样的实验,并已被忽略在以前的理论治疗。我们证明了手征超导体的T $_c$对应变的响应从无非均匀性时的线性变化到有非均匀性时的二次响应。我们讨论了我们的研究结果的背景下,超导性在Sr $_2$ RuO $_4$正在进行的辩论。
2019-01-11 cond-mat.supr-con