Superconductivity in La1-xCexOBiSSe: carrier doping by mixed valence of Ce ions
我们报道了Ce取代对层状铋硫族化合物La 1-xCexOBiSSe(x = 0-0.9)的结构、电子和磁性的影响。金属导电性观察x > 0.1,因为电子载流子诱导的混合价的Ce离子,揭示了通过键价和计算和磁化强度测量。当x = 0.2-0.6时,样品的电阻率为零,抗磁化率为零,表明这些化合物中出现了体超导电性。最高转变温度(Tc)为3.1 K,略低于掺F的LaOBiSSe(Tc = 3.7 K)。本研究清楚地表明,混合价态的铈离子可以被用作层状铋硫族化合物中的电子掺杂诱导超导电性的替代方法。
2018-06-06 cond-mat.supr-con
Enhanced superconductivity by strain and carrier-doping in borophene: A first principles prediction
我们通过第一性原理计算预测最近制备的硼化物是一个原始的二维(2D)单层超导体,其中的超导电性可以通过应变和载流子掺杂显著增强。本征金属基态在费米能级处具有高的态密度,费米面嵌套强,导致了相当大的电子-声子耦合,使$T_c$的自支撑硼化物超导体在接近19.0 K的温度下成为超导体。拉伸应变可使$T_c$提高到27.4 K,而空穴掺杂可使$T_c$显著提高到34.8 K。结果表明,在大晶格参数的衬底上生长的硼化物或在光激发下生长的硼化物在液氢温度(20.3K)以上都能表现出高的超导性,其超导性比在室温下的高出$T_c$多得多,这将极大地拓宽这种新型材料的应用。
2016-04-22 cond-mat.supr-con
High-Tc superconductivity in FeSe at high pressure: Dominant hole carriers and enhanced spin fluctuations
电子-空穴带间相互作用对铁-磷属元素化物高温超导体的重要性已被广泛认识。然而,在FeSe单层膜和插层铁硒化物中,已经提出了没有空穴载流子的高Tc超导性,这提出了一个根本问题,即铁磷属化物和硫属化物是否具有不同的配对机制。本文通过磁输运测量和第一性原理计算,研究了体相FeSe在压力作用下高温相的电子结构特性。随着压力的增加,低Tc超导相转变为高Tc相,在那里我们发现正常状态的霍尔电阻率从负到正的变化,证明占主导地位的空穴载流子与其他FeSe衍生的高Tc系统形成鲜明对比。此外,霍尔系数显着放大,磁电阻表现出异常的标度行为,证明强烈增强的带间自旋涨落在高Tc相。这些结果在FeSe突出的相似性与高Tc相的铁pnictides,构成了一个统一的理解铁基超导性的一步。
2016-11-23 cond-mat.supr-con
Enhancement of Superconductivity upon reduction of carrier density in proximitized graphene
单层石墨烯耦合到氧化铟(InO)膜,低载流子密度超导体的超导转变温度(Tc)被发现随着载流子密度的降低而增加,并且在石墨烯中的平均电荷中性点附近最大。这种效应在常规BCS超导体中是非常令人惊讶的。我们从实验和理论两方面研究了这一现象。我们的分析表明,InO薄膜诱导随机电子和空穴掺杂的水坑中的石墨烯。相反极性的这些区域的约瑟夫森效应增强了超导团簇之间的约瑟夫森耦合在InO,以及双层异质结构的整体Tc。当系统的化学势在电子和空穴掺杂区域的电荷中性点之间调谐时,这种增强是最有效的。
2022-03-09 cond-mat.supr-con
Large bipolarons and oxide superconductivity
大双极化子超导性在载流子密度远低于常规金属的情况下是合理的。双极化子是载流子成对自陷形成的。相干移动的大双极化子需要非常大的静态光学介电常数比。平面大双极化子对载流子之间的库仑排斥作用使其形成四瓣形状。大双极化子之间的声子介导的吸引力促使它们凝结成液体。这种液体激发以巨大的有效质量缓慢移动。激发伴随弱散射声子产生一个温和的低温直流电阻率随温度升高线性增加。随着温度的下降,大双极化子激发和它们的自陷电子载流子激发之间的能隙打开。
2016-12-03 cond-mat.supr-con
The London moment: what a rotating superconductor reveals about superconductivity
伦敦矩是旋转超导体获得的磁矩。我们提出,伦敦矩揭示了超导态的以下基本性质:(一)超导体(与普通金属不同)知道电荷载流子的$sign$,(ii)超导电荷载流子是$free$电子,(iii)在向超导状态的转变中,电子从内部被驱逐到表面,(iv)超流电子占据半径为$2λ_L$($λ_L=$ London穿透深度)的轨道,以及(v)自旋电流存在于超导体的基态中。这些性质与迈斯纳效应是一致的,然而迈斯纳效应并没有揭示$directly$的载流子的符号,也没有揭示载流子的质量是自由电子质量的事实,也没有揭示超导体中存在自旋电流的事实。还要注意的是,在BCS超导理论中,上面列出的超导体的关键特性都没有被预测到。相反,这些性质是由空穴超导理论预测的。
2013-10-14 cond-mat.supr-con
Exploring Room-Temperature Superconductivity in Narrow Energy Gap Semiconductors through Thermally Excited Electrons
该研究探索窄能隙半导体中热激发电子对超导的作用,提出无需重掺杂的室温超导新机制,分析了能隙宽度与温度对载流子浓度及超导行为的影响。
2023-08-26 cond-mat.supr-con
Bulk superconductivity in single phase Bi3O2S3
报道了单相Bi_3O_2S_3样品的合成,并证实了其体超导电性,其转变温度为5.8K。根据磁化强度与温度和磁场的关系,将Bi_3O_2S_3超导体归类为典型的II型超导体。霍尔系数的测量给出了一个多频带字符的证据,主要是由电子类载流子的主导传导。载流子密度约为1.45 × 1019 cm 3,表明该系统具有非常低的载流子密度。
2014-07-21 cond-mat.supr-con
Coexistence of light and heavy carriers associated with superconductivity and anti-ferromagnetism in CeNi0.8Bi2 with a Bi square net
我们发现ZrCuSiAs型晶体CeNi 0. 8Bi 2具有由[CeNixBi(1)]δ+和Bi(2)δ-交替堆叠而成的层状结构,在~4 K下表现出一个超导转变,这一点通过零电阻和迈斯纳效应(屏蔽体积分数~100%,2 K)得到了证实。热容测量表明,正常态(>5 K)的电子质量很大(γ = 0.4Jmol-1 K-2),在~5 K时出现一个峰,该峰是Ce ~(3+)4f ~ 1的反铁磁有序的原因。这些结果表明,有两种类型的载体具有显着不同的质量,即,一个负责超导电性的轻电子和一个与Ce 4f电子相互作用的重电子。这一观察表明,形成方形网络的Bi(2)的6 p电子和CeNixBi(1)层中的电子主要分别对应于轻电子和重电子。
2011-02-10 cond-mat.supr-con
Phonon mediated superconductivity in low carrier-density systems
受SrTiO $_3$和Bi中超导性观察的启发,我们分析了低载流子密度下三维系统中声子介导的超导性,当化学势$μ$(等于$T=0$处的费米能)与特征声子频率$ω_L$相当甚至更小时。我们考虑Bardeen-Pines对相互作用的吸引部分,其中依赖于频率的电子-声子相互作用由库仑势修饰。这种修饰赋予了对相互作用动量依赖性。我们认为,传统的Migdal-Eliashberg(ME)近似变得无效时,$μ\leq ω_L$主要是因为主要贡献的配对来自电子态远离费米面。我们得到的配对起始温度,这是等于$T_c$在相位波动的情况下,作为$μ/ω_L$的函数。我们发现无论是分析和数值,$T_c$增加的比率$μ/ω_L$变得更小。特别地,在稀释状态下,$μ\rightarrow 0$,它认为$T_c\proptoω_L\left(\frac{Ry}{ω_L}\right)^η$,其中$\text{Ry}$是里德伯常数,而$η\sim 0.2$。
2019-01-21 cond-mat.supr-con
Superconductivity in two-band systems with variable charge carrier density. The case of MgB2
基于强电子-声子相互作用的声子超导机制,发展了密度约化载流子双带超导体的热力学性质理论。这一理论适用于描述MgB_2体系中引入不同价态的替代杂质时,临界温度Tc、能隙Δ 1、Δ 2以及T = Tc点处电子比热(Cs - Cn)/Cn的相对跃变随载流子密度的变化。结果表明,根据费米面上重叠能带的填充机制,当该化合物掺杂电子时,Tc,Δ 1,Δ 2减小,当掺杂空穴时,Tc,Δ 1,Δ 2保持不变或变化很小。理论与实验数据定性一致。还示出,考虑带间和带内散射的电子上的杂质电位提高了这种协议。
2006-11-10 cond-mat.supr-con
Effect of Underlayer Induced Charge Carrier Substitution on the Superconductivity of Ti40V60 Alloy Thin Films
Raja Ramanna Center for Advanced Technology(拉贾·拉曼纳高级技术中心);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所)
研究了底层诱导的电荷载流子替代对Ti40V60合金薄膜超导性质的影响,发现载流子浓度增加导致临界温度降低,Si底层虽引入最大杂乱但产生最高临界温度,表明适度杂乱抑制自旋波动从而增强超导性。
2026-01-09 cond-mat.supr-con
Superconductivity and charge-density wave formation in lithium intercalated 2H-LixTaS2
本文系统地研究了2 H-TaS_2的超导性质以及电荷密度波(CDW)与超导电性之间的相互作用。通过逐渐增加锂含量x,CDW形成温度被连续抑制,并且超导电性的起始温度增加,对于x = 0.096,最大转变温度Tc = 3.5K。超导体的整体性质是由该组合物的超导屏蔽分数的统一的顺序确认。电子对比热和霍尔电阻率数据的贡献表明,CDW随着锂的嵌入而减弱,从而间接增加载流子密度并提高超导电性。当未掺杂的2 H-TaS 2中的载流子的符号在CDW形成温度附近(约75 K)从类电子型变为空穴型时,即使对于非常低的锂含量,锂嵌入的LixTaS 2也在CDW相中显示出主要的空穴型载流子。
2021-05-06 cond-mat.supr-con
Multi-band superconductivity and nanoscale inhomogeneity at oxide interfaces
当通过选通调整载流子密度时,LaTiO 3/SrTiO 3或LaAlO 3/SrTiO 3氧化物界面处的二维电子气变为超导。测量的电阻和超流密度揭示了一种非均匀的超导性,这种超导性是由嵌入在非超导基质中的具有随机分布的临界温度的超导“水坑”的导电结构的渗流引起的。在超导性与高迁移率载流子的出现有关的证据之后,我们通过弱耦合BCS方案中的多带系统来模拟熔池内超导性。微观参数,通过拟合的传输数据与一个简化模型提取,产生一致的描述的平均内的水坑临界温度和超流密度的载流子密度的依赖性。
2013-04-10 cond-mat.supr-con
High Tc superconductivity mechanism controlled by electric dipole correlation and charge correlation
该模型是基于镜像对称性破缺的二阶相变,导致自由载流子和自由镜像载流子之间的配对。这种方法从不同于BCS理论的角度统一描述了低Tc和高Tc超导性。材料的晶体结构对称性是理解配对机制的关键,通过在晶格中引入镜面极化效应,如下所述。
2009-10-21 cond-mat.supr-con
Absence of Josephson coupling between certain superconductors
通常认为,超导性可以在材料中发生,而不管材料中的载流子是电子还是空穴。本文指出,在载流子符号相反的超导体之间不会发生约瑟夫森隧穿。因此,观察到两个超导体之间的约瑟夫森隧穿意味着它们的载流子具有相同的符号。我们认为,这对理解超导性有着深远的影响,特别是与空穴超导性理论是一致的。
2015-04-07 cond-mat.supr-con
Superconductivity by Berry connection from many-body wave functions: a generalized Hartree-Fock approximation
超导理论的一个基本修正,解决了超导载流子质量矛盾(标准理论预测它是有效质量,但伦敦矩测量表明它是自由电子质量),使用广义哈特里-福克近似,考虑到贝里连接从多体波函数。新的理论解释了配对能隙的形成伴随着超导转变以相同的方式作为标准理论,然而,提供了自由电子载流子质量按照伦敦矩测量。
2021-11-24 cond-mat.supr-con
New mechanism and exact theory of superconductivity from strong repulsive interaction
本文介绍了一种新的具有强排斥作用的费米体系的超导电性的一般机制。由于动力学项与裸排斥相比很小,因此载流子的动力学受到附近其他载流子的存在的约束。通过将动力学项视为原子极限附近的扰动,我们表明,配对可以由相关的多粒子隧穿过程引起,该过程有利于两个巡回载流子靠近在一起。我们的分析控制理论提供了一个定量的公式与$T_c$微观参数,最大$T_c$达到约10%的费米温度。我们的工作为研究具有非常规配对对称性的强耦合超导性提供了一种强有力的方法。这也为实现光晶格中自旋极化费米子的有限角动量超流性提供了一条现实的新途径。
2021-06-07 cond-mat.supr-con
Classifying charge carrier interaction in highly-compressed elements and silane
自从Drozdov等人(2015 Nature 525 73-76)在高度压缩的氢化硫中发现了近室温超导性(NRTS)以来,迄今为止已经发现了十几种在100 K以上表现出超导转变的二元和三元富氢相。有一种被广泛接受的理论观点认为,富氢相中超导电性出现的主要机制是电子-声子配对。然而,我们最近对$H_{3}S$、$LaH_{x}$、$PrH_{9}$和$BaH_{12}$(arXiv:2104.14145)中的实验温度依赖性电阻的分析表明,这些化合物表现出非电子-声子载流子相互作用的优势,因此,电子-声子配对不太可能是这些材料中出现超导性的主要机制。在这里,我们使用相同的方法来揭示载流子相互作用在高度压缩的锂,黑磷,硫,硅烷。我们发现这些超导体都表现出非电子-声子载流子相互作用的优势。这解释了失败的高Tc值预测这些材料的第一性原理计算,利用电子-声子配对的机制出现在这些材料中的超导性。我们的结果表明,替代配对机制(即,电子-磁振子、电子-极化子、电子-电子等)应该在第一性原理计算方法中进行测试,作为高度压缩超导体中出现超导性的可能机制。
2021-06-30 cond-mat.supr-con
Competition between phonon mediated superconductivity and carriers localization in field-effect doped molybdenum dichalcogenides
超导电性发生在电化学掺杂的二硫属钼样品厚于四层。虽然临界温度(Tc)强烈依赖于场效应几何形状(单或双栅极)和样品(MoS 2或MoSe 2),但Tc总是在高掺杂下饱和。配对机制和复杂的依赖Tc掺杂,样品和场效应几何形状目前还不清楚。以前的理论工作假设均匀掺杂的单层和归因于Tc饱和的电荷密度波的不稳定性,但是在谐波近似的电子-声子耦合的计算值是一个数量级大于实验估计的基础上的传输数据。在这里,通过执行完全相对论性第一性原理计算占样品厚度,场效应几何形状和非谐性,我们排除了发生的电荷密度波在实验掺杂范围内,并表现出抑制的一个数量级的电子-声子耦合,现在在良好的协议与运输数据。通过求解各向异性Migdal-Eliashberg方程,我们解释了Tc在不同系统和几何结构中的行为。从迁移率数据的分析,我们提出的Tc饱和是由于载流子的本地化和无序。
2022-09-05 cond-mat.supr-con
Carrier flow and nonequilibrium superconductivity in superconductor-based light-emitting diode
将强光约束下的超导发光二极管(Superconductor-based LED)表征为基于超导体的三端器件,并对其输运性质进行了定量研究。在栅控区,我们确认实现新型约瑟夫逊场效应晶体管(JoFET)的性能,其中结的沟道横截面积直接由栅极电压调制。在电流注入区,约瑟夫森结中$μ$ A级的超导临界电流被pA级的恒定电流注入调制。辐射复合过程的这种超导监测灵敏度可以通过考虑吸收光子的能量弛豫导致超导对在有源层中转换为准粒子的事实来解释。利用准粒子密度和超导对密度,讨论了为补偿转换而在有源层和超导电极中发生的载流子流动和非平衡超导性。
2013-12-08 cond-mat.supr-con
Resonating Valence Bond Theory of Superconductivity for Dopant Carriers: Application to the Cobaltates
在$t$ - $J$模型哈密顿量,我们提出了一个RVB平均场论直接在掺杂剂颗粒。我们将此理论应用于$\mathrm{Na}_{x}\mathrm{CoO_{2}}\cdot y% \mathrm{H_{2}0}$,并表明,所得到的相图$T_c$与掺杂是在定性的协议与实验结果。
2006-03-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hole superconductivity in infinite-layer nickelates
我们提出,最近在Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$中观察到的超导性,其临界温度在$9$ K到$15$ K的范围内,是由相同的载流子和我们提出的在空穴掺杂和电子掺杂的铜酸盐中产生超导性的相同机制引起的:氧$pπ$轨道中空穴载流子的配对,由有效哈密顿量中的相关跳跃项驱动,其降低了动能,正如空穴超导理论所描述的那样。我们预测压缩外延应变的$T_c$的大幅增加。
2019-09-30 cond-mat.supr-con
Superconductivity in a low carrier density system: A single crystal study of cubic Y$_3$Ru$_4$Ge$_{13}$
我们成功地生长了低载流子密度系统Y $_3$ Ru $_4$ Ge $_{13}$的单晶,其晶体结构为立方晶系,空间群为Pm 3 n。通过电阻率、磁化率和热容的测量,发现$_3$在2.85 K以下具有超导性.体测量表明,在这个低载流子系统的多带超导性。霍尔效应测量表明,霍尔系数R $_H$为正,并随温度迅速下降,这是非常不寻常的。载流子浓度的简单估计给出了一个值(\sim 10 $^{20}$ /cm $^3$),该值比常规金属如Cu的值低2-3个数量级,这似乎表明Y $_3$ Ru $_4$ Ge $_{13}$是一种显示多带超导性的半金属。
2013-01-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence of incoherent carriers associated with resonant impurity levels and their influence on superconductivity in the anomalous superconductor Pb$_{1-x}$Tl$_x$Te
我们提出了一个相结合的实验和理论研究的费米表面的异常超导体Pb $_{1-x}$ Tl $_x$ Te作为铊浓度的函数的演化,绘制磁输运测量(Shubnikov de Haas振荡和霍尔系数),角度分辨光电子能谱(ARPES),和密度泛函理论(DFT)的电子结构的计算相结合。我们的结果表明,对于Tl浓度超过一个临界值的费米能量符合共振杂质态的Pb $_{1-x}$ Tl $_x$ Te,我们排除了存在一个额外的价带最大的费米能量。通过与非超导Pb $_{1-x}$ Na $_x$ Te的比较,我们认为这些状态在费米能级的存在提供了配对相互作用,从而也提供了这种材料的高温超导性。
2017-11-15 cond-mat.supr-con
Evolution of high-temperature superconductivity from low-Tc phase tuned by carrier concentration in FeSe thin flakes
与体相FeSe超导体相比,重电子掺杂FeSe超导体具有较高的Tc,且没有空穴费米面和节状超导能隙结构,这对铁基超导体的配对理论提出了挑战。在重电子掺杂的FeSe基超导体中,导致高Tc的主导因素和确切的工作机制需要澄清。特别是,一个干净的控制载流子浓度仍然是一个挑战,揭示超导性和费米表面拓扑结构的演变与散装FeSe中的载流子浓度。在这里,我们报告的超导电性的演变FeSe薄片与系统地调节载流子浓度的液体门控技术。在Tc小于10 K的FeSe薄片中,只有通过栅压调节电子掺杂才能实现48 K的高温超导。这是第一次在没有外延界面或外部压力的情况下在FeSe中实现这样的高温超导性。这明确地证明了简单的电子掺杂工艺能够在体FeSe中诱导出Tc高达48 K的高温超导性。有趣的是,我们的数据还表明,超导电性是突然从低Tc相到高Tc相与Lifshitz转变在一定的载流子浓度。这些结果有助于我们建立一个统一的图片,以了解所有FeSe衍生的超导体之间的高温超导性,并阐明进一步追求更高的Tc在这些材料。
2015-09-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in two-band system with low carrier density
本文对超导理论作了全面的评述,该理论是为费米面上有两个重叠能带和任意载流子密度的系统而建立的,它考虑了每个能带内所有可能的电子配对和不同能带的电子配对。超导转变温度$T_c$对电子密度的钟形依赖性,并已证明了HTSC的可能发病。计算了电子热容$(C_S - C_N)$和$(C_S - C_N) / C_N$在点$T = T_c$的绝对和相对跃变,并证明了这些量的密度依赖性。该理论产生小值$(C_S - C_N) / C_N < 1,43$和大值$(C_S - C_N) / C_N > 1,43$。实验观察氧化物陶瓷和硼化镁中化学势曲线$μ(T)$在$T = T_c$点处的弯曲是有利的条件。本文将路径积分方法应用于双带模型,并在此基础上,讨论了当系统中存在两粒子束缚态时,$T \not = 0$基元激发从费米向玻色跃迁的过程。费米面上能带的重叠强化了低载流子密度下热力学性质的某些特殊性。这有助于他们的实验验证。
2004-02-12 cond-mat.supr-con
Theory of dual fermion superconductivity in hole-doped cuprates
自1986年发现铜氧化物高温超导以来,人们在实验上建立了一个普适的相图,并提出了许多理论模型。然而,到目前为止,对基本物理学仍然没有达成共识。在这里,我们从理论上研究了基于巡回本地化的双费米子模型的空穴掺杂的铜氧化物的相图,与氧的位置和本地化的铜$d_{x^{2}-y^{2}}$轨道上的空穴掺杂的电荷载流子。我们分析表明,令人困惑的反常正常状态或奇怪的金属可能只是源于一个自由的费米气体的载体沐浴在铜反铁磁自旋波动。短程高能自旋激发也作为“磁胶”的载体库珀对和诱导$d$波超导从欠掺杂到过掺杂的制度,明显不同于传统的低频磁涨落机制。我们进一步勾勒出特征圆顶形的临界温度$T_c$与掺杂水平。赝能隙的出现归因于局部铜矩耦合的部分载流子的局域化或从奇异金属到节状近藤绝缘体的交叉。我们的工作为理解空穴掺杂铜氧化物的典型相图提供了一个一致的理论框架,为强关联系统中的非费米液体和非常规超导性的研究开辟了一条独特的道路。
2017-08-10 cond-mat.supr-con
Superconductivity in the iron selenide KxFe2Se2 (0 <= x <= 1)
我们报告了在30 K以上的超导电性在一个新的FeSe层化合物K0.8Fe2Se2(名义成分)实现金属K插入FeSe层之间。它是BaFe_2As_2的等结构,并且在环境压力下具有迄今为止FeSe层材料的最高Tc。霍尔效应表明在这种超导体中载流子主要是电子。我们确认,在30 K以上观察到的超导性是由于这种新的FeSe基122相。我们的研究结果表明,FeSe层材料是真正了不起的超导体通过结构和载流子调制。
2010-12-14 cond-mat.supr-con
Crossover from superfluidity to superconductivity in a system with doping dependent attraction
研究了二维系统在s波和d波配对通道中随载流子密度增加从超流性到超导电性的零温度过渡。假设粒子吸引相关长度依赖于载流子密度$n_f$为$r_0\sim1/\sqrt{n_f}$。这种依赖性被实验发现的磁关联半径在$La_{2-x}Sr_xCuO_4$。短程库仑排斥也被考虑在内。它示出的行为与掺杂的系统是从根本上不同的情况下与$r_0(n_f)=const$。特别是,类似于d波的情况下,交叉在s通道发生,只有当耦合是较大的一些最小值,否则库珀配对的情况下发生在任何小的载波密度。讨论了该模型与高温超导体的相关性。
2002-03-22 cond-mat.supr-con
Tuning of Carrier Concentration and Superconductivity in High-Entropy-Alloy-Type Metal Telluride (AgSnPbBi)(1-x)/4InxTe
高熵合金型(HEA型)化合物超导体作为一类具有局域结构不均匀性的新型奇异超导体,近年来引起了人们的广泛关注。NaCl型(Ag,In,Sn,Pb,Bi)Te是一种典型的HEA型超导体,但其载流子掺杂机理一直不清楚。本研究采用高压合成法合成了不同In浓度的(Ag,In,Sn,Pb,Bi)Te:所研究的体系为(AgSnPbBi)(1-x)/4 InxTe(x = 0-0.4)。对于x = 0-0.3获得单相样品。当x = 0时,样品的电阻率随温度的变化呈现出类似于超导体的变化,而In掺杂样品则呈现出超导电性。当x = 0.3时,最高转变温度(Tc)为3.0 K。Seebeck系数随x的增加而减小,表明In 3+在(AgSnPbBi)(1-x)/4 InxTe中产生电子载流子.对(Ag,In,Sn,Pb,Bi)Te的载流子浓度和超导性质的调节将有助于进一步研究HEA型化合物的奇异超导电性。
2022-04-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spin polarised carrier injection into high T_c superconductor: A test for the superconductivity mechanism?
我们在这份简短的公报中指出,无论是s波超导体还是d波超导体,在非均衡的情况下(即在存在由注入电流维持的过量非极化/极化准粒子的情况下),对于常规BCS超导体,由于存在相同数量的过量准粒子而产生的超导能隙抑制最多相差2倍。另一方面,对于高$T_c$超导体,如在实验\cite{gold}中所观察到的,在非极化/极化准粒子注入之间的能隙抑制存在巨大差异。我们认为,这个大的异常有一个自然的解释内{ \it Interleyer隧穿机制}的惠特利,许和安德森\cite{and},是由于过量的极化准粒子阻挡层间对隧穿过程。我们还指出,自旋极化准粒子注入超导体是一个非常容易的方法来区分s波或各向异性的间隙超导体。
2000-07-07 cond-mat.supr-con
Superconductivity and superconducting order parameter phase fluctuations in a weakly doped antiferromagnet
考虑到序参量相位的涨落,分析了最近提出的弱掺杂反铁磁体唯象模型的超导性质。在这个模型中,我们假设掺杂的载流子不能从它们所引入的反铁磁子晶格中移出。这种情况对应于在${\bf k}=(\pm π/2 ,\pm π/2)$处具有最大值的自由载流子光谱,正如在ARPES实验中在绝缘状态下的一些铜酸盐中观察到的那样[1]。在$d_{x^{2}-y^{2}}$对对称性和不同有效耦合值的情况下,研究了超导能隙的掺杂依赖性和模型的温度-载流子密度相图。讨论了这些结果与高温超导体实验的可能相关性。
2006-10-30 cond-mat.supr-con
Unconventional superconductivity in YPtBi and related topological semimetals
YPtBi是一种具有极低载流子密度的拓扑半金属,最近发现在低于$T_\mathrm{c} = 0.77$ 1,K.在传统理论中,费米能级附近几乎消失的态密度意味着电子-声子耦合消失,因此不允许超导。基于相对论密度泛函理论计算的电子-声子耦合在YPtBi它被发现,载流子浓度大于$10^{21}$ \,cm $^{-3}$解释所观察到的临界温度与传统的配对机制,这是几个数量级大于实验观察到的。YPtBi和相关的半赫斯勒结构拓扑半金属的超导电性很可能是由一种非常规的配对机制引起的。
2016-03-10 cond-mat.supr-con
Kinetic-energy driven superconductivity in cuprate superconductors
铜氧化物超导体中的超导性发生在电荷载流子掺杂的莫特绝缘体上,其中的中心问题是什么机制导致超导(SC)转变温度以下的电阻损失?本文综述了动能驱动SC机制在铜氧化物超导体超导电性描述中的基本思想。动能驱动的超导性的机制是纯电子的,没有声子,其中电荷-载流子配对相互作用直接从动能通过在掺杂浓度的较高幂次中交换自旋激发而产生。这种动能驱动的d波SC态受SC能隙和准粒子相干性的共同控制,导致最大SC转变温度出现在最佳掺杂附近,然后在欠掺杂和过掺杂区域均降低。特别地,由自旋激发介导的相同的电荷-载流子相互作用在粒子-粒子通道中诱导SC态,也在粒子-空穴通道中产生正常态赝能隙态。正常状态的赝能隙交叉温度远大于SC转变温度在欠掺杂和最佳掺杂制度,然后单调下降时,掺杂的增加,最终消失在一起的超导性在SC圆顶的末端。这种动能驱动的超导机制也表明强电子关联有利于超导性,因为主要成分不是从外部自由度如声子而是仅仅从内部自旋自由度确定为电荷载流子配对机制。在动力学框架内讨论了铜氧化物超导体的典型性质。能量驱动的SC机制进行了综述。
2015-03-14 cond-mat.supr-con
Fantastic Behavior of High-TC Superconductor Junctions: Tunable Superconductivity
在YBa_2Cu_3O_7(YBCO)异质结中进行的载流子注入表现出与半导体器件完全不同的可调电阻。利用电学过程实现了YBCO结的可调超导性,其转变温度提高了20 K以上。据我们所知,这是第一个观察到的本征性质的高TC超导体的超导性可以作为可调的功能参数的设备进行调整。基于提出的载流子自陷模型和BCS理论,讨论了载流子注入引起的奇异现象。
2009-01-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Possible superconductivity induced by a large spin-orbit coupling in carrier doped iridium oxide insulators: A weak coupling approach
基于有效的$t_{2g}$三轨道Hubbard模型,在具有大自旋轨道耦合(SOC)的正方晶格上研究了载流子掺杂氧化铱绝缘体SrPDMATHABMM IrO $_{4}$中可能的超导电性.数值求解线性化的Eliashberg方程的超导(SC)的间隙功能与随机相位近似,我们系统地研究了单重态和三重态SC间隙功能与可能的配对对称性和超导性的参数依赖性。对于与Sr $_{2}$ IrO $_{4}$相关的实际SOC $λ$和Hund耦合$J/U$,即对于大的$λ$和小的$J/U$区域,我们发现在电子掺杂时,带内反铁磁(AF)赝自旋$\bm{j}_{\text{eff}} = -\bm{l}+\bm{s}$涨落有利于$d_{x^{2}-y^{2}}$波赝自旋$j_{\text{eff}}=1/2$单重态配对.我们还发现,$d_{x^{2}-y^{2}}$ -波配对更稳定的增加SOC和减少Hund的耦合。此外,我们表明,一个小的$λ$和大的$J/U$区域的$s_{\pm}$ -波单重配对是有利于在空穴掺杂区。$s_{\pm}$波配对的起源是由于眶内AF自旋$\bm s$波动引起的带间对散射。虽然赝自旋三重态配对的可能性被认为是,我们发现它总是不利的所有参数在这里研究。其他强相关材料与大SOC的实验结果也进行了讨论。
2019-04-03 cond-mat.supr-con
Phenomenological theory of cuprate superconductivity
在近似唯象理论的基础上,可以得到与铜氧化物高温超导体的超导转变温度相当好的一致性。在该理论中,使用两个判据来计算超导转变温度。一个是量子波长是电子对间距的数量级。另一种是在Tc处只有很小一部分正常载流子以库珀对的形式存在。由此得到的简单的Tc方程只包含两个参数:正常载流子密度和有效质量。我们计算了十二个铜氧化物超导体的特定转变温度。
2003-03-26 cond-mat.supr-con
Multi-Orbital Superconductivity in SrTiO3 /LaAlO3 Interface and SrTiO3 Surface
我们研究了SrTiO_3纳米结构中二维电子系统的超导电性。我们的理论分析是基于三轨道模型,它考虑到了钛离子的t2 g轨道。由于镜像对称性的界面破缺,位间和轨道间杂化与原子LS耦合共同作用,产生了Rashba型反对称自旋轨道耦合。该模型通过轨道自由度显示了Rashba自旋-轨道耦合的特征自旋织构和载流子密度依赖性。超导电性主要是由高载流子密度下dyz和dzx轨道组成的重准粒子引起的。我们发现,Rashba自旋轨道耦合稳定的准一维超导相所造成的dyz或dzx轨道在高磁场沿接口。这种准一维超导相通过Rashba自旋轨道耦合而免受顺磁破坏效应的影响,并且实现了超过Pauli-Clogston-Eschrasekhar极限的大的上临界场Hc 2。这一发现是一致的一个非常大的上临界场观察SrTiO 3/LaAlO 3界面和载流子密度的依赖性。SrTiO_3/LaAlO_3界面的超导性和铁磁性的共存也可能归因于这种准一维超导相。
2013-07-09 cond-mat.supr-con
Superconductivity induced by electron doping in the system La1-xMxOBiS2 (M = Ti, Zr, Hf, Th)
我们报道了一种在BiS $_2$基化合物LaOBiS $_2$中诱导超导电性的策略。代替用F取代O,我们通过用四价Th $^{+4}$、Hf $^{+4}$、Zr $^{+4}$和Ti $^{+4}$取代三价La $^{+3}$来增加电荷载流子密度(电子掺杂)。发现$_2$和$_2$母体化合物都是坏金属,电子掺杂诱导超导电性,其\emph{T$_c$}值高达2.85 K。超导和正常状态的特点是电阻率,磁化率和热容测量。我们还表明,通过二价Sr $^{+2}$取代La $^{+3}$降低电荷载流子密度(空穴掺杂)不会诱导超导性。
2013-03-25 cond-mat.supr-con
Effect of Vacuum Annealing on Superconductivity in Fe(Se,Te) Single Crystals
本文研究了真空退火对Fe(Se,Te)单晶超导电性的影响。发现在高真空(~ 10^(-3)Pa)下退火或在密封的真空石英管中退火都不能增强超导性。在中等真空气氛(~ 1 Pa)下,发现氧化铁层出现在样品表面,这将从晶体中抽出过量的Fe。因此,它建议,recruitment氧有效地工作,以消除多余的铁从基体的Fe(Se,Te)晶体,从而提高超导转变温度。我们的运输测量表明,过量的铁散射电子和空穴型通道的载流子以不同的方式。我们讨论了两种类型的载流子的迁移率与超导性的关系。由于电子带和空穴带对超导电性的发生都很重要,过量的Fe会抑制超导电性,主要是由于电子的强烈散射。
2013-04-12 cond-mat.supr-con
Giant Grüneisen parameter in a strain-tuned superconducting quantum paraelectric: A consequence of the vanishing ferroelectric phonon energy
超导性和铁电性通常是不相容的,因为前者需要自由载流子,但后者通常被自由载流子抑制,除非它们的浓度很低。在低载流子浓度的钛酸锶的情况下,非常规的超导电性和铁电性被证明是相关的。在这里,我们报告的理论和实验评估Grüneisen参数的发散下的张应力表明,占主导地位的声子模式,提高超导秩序是铁电横向软模。这一发现排除了所有其他声子模式作为应变钛酸锶中增强超导性的主要贡献者。这里所示的方法可以应用于许多其他量子材料。
2020-03-17 cond-mat.supr-con
Large (bi)polarons for novel energy conversion and superconductivity
含有高密度异常可置换离子的材料(例如钙钛矿)具有非常大的静态与高频介电常数之比,> 2。大的极化子在这样的材料中形成,因为它们的电子载流子通过置换周围的离子而自捕获。大极化子是质量非常大、移动缓慢的准粒子,它们被周围的声子散射得非常弱。大极化子迁移率,例如在300 K下为1 cm 2/V-sec,远小于常规电子载流子可能的最小值。有效质量为m的巡游载流子的最小迁移率eh/mkT出现在其平均自由程下降到其德布罗意波长时,例如,对于等于自由电子质量的m,室温下为300 cm 2/V-sec。不同的是,大极化子频率依赖电导率由两个贡献,分离的温度降低。大极化子类德鲁德贡献被归入频率低于那些特征声子。大极化子自陷电子载流子激发的贡献高于特征声子的贡献。不对称带电的大极化子在短距离内相互排斥。由此产生的抑制复合促进了异常高效的太阳能电池。相同电荷的大极化子在短距离内相互吸引,使它们能够在实空间配对成单重态双极化子。大的双极化子之间的额外吸引力促进它们凝结成可以表现出超导性的液体。
2020-08-24 cond-mat.supr-con
Kinetic energy driven superconductivity, the origin of the Meissner effect, and the reductionist frontier
超导性与载流子动能的降低或增加有关吗?传统的BCS理论预言载流子的动能在从正常态到超导态的转变中增加。然而,近年来获得的大量实验证据表明,至少在某些超导体中会发生相反的情况。受这些实验的部分激励,最近提出了许多新的超导机制,其中向超导的转变与载流子的动能的降低有关。然而,这些提出的非常规机制都没有探索动能降低的根本原因,也没有探索其更广泛的含义。在这里,我提出动能降低是迈斯纳效应的根源,而迈斯纳效应是超导体最基本的性质。物理学可以在单电子原子的水平上理解:动能降低和抗磁性磁化率增强是密切相关的。根据空穴超导理论,超导体在动能降低的驱动下从其内部排出负电荷,并且在此过程中排出存在于其内部的任何磁场线。与此相联系,我们预测的超导体内部的宏观电场的存在和存在的宏观量子零点运动的自旋电流的形式在超导体的基态(自旋迈斯纳效应)。反过来,对动能降低在超导性中的作用的理解,也为我们提供了一种新的途径,可以更普遍地理解量子力学中动能降低的根本起源。
2011-03-21 cond-mat.supr-con
Pd site doping effect on superconductivity in Nb2Pd0.76S5
通过测量电阻率、磁化率和霍尔效应,研究了准一维超导体Nb 2(Pd 1-xRx)0.76S5(R=Ir,Ag)中Pd位掺杂对超导性的影响.结果表明,Ir部分取代Pd后,超导转变温度(Tc)先略有提高,然后随着Ir含量的进一步增加而逐渐降低。同时Ag的替代迅速抑制系统的非超导基态。霍尔效应测量表明,由Ir或Ag掺杂引起的载流子密度的变化。所建立的相图表明,载流子密度(或能带填充)可能是决定该体系Tc的关键控制因素之一。
2016-02-24 cond-mat.supr-con
Electric field control of disorder-tunable superconductivity and the emergence of quantum metal at an oxide interface
本文报道了超导LaAlO_3/KTaO_3(111)界面的异常场效应,其温度为Tc ~ 2K。通过在KTaO 3上施加栅极电压(VG),界面可以从超导状态连续地调谐到绝缘状态,从而产生圆顶形的Tc-VG依赖性。如霍尔效应测量中所证明的,电选通对载流子密度仅具有微小的影响,而它改变了界面中载流子的空间分布,因此显著地改变了载流子的无序水平。随着温度的降低,超导和绝缘侧的电阻在最低温度下饱和,尽管初始急剧下降或增加,这表明出现了与失效的超导体和/或易碎绝缘体相关的量子金属态。磁场驱动的超导体到绝缘体的量子相变的VG调制揭示了非普适临界性。
2020-09-13 cond-mat.supr-con
Superconductivity in the vicinity of a ferroelectric quantum phase transition
在掺杂的SrTiO $_3$中,在低于10 $^{18}$ cm $^{-3}$的电荷载流子密度下观察到超导性,其中巡回电子的费米能级处的态密度比常规金属低几个数量级。根据Bardeen-Cooper-Schrieffer的描述,这意味着存在一个非常强的强相互作用,驱动库珀对的形成,可能在数量级上与某些高Tc超导体相当。在适当的条件下,相互作用可能在接近金属密度的密度下保持有效,从而导致在高温下形成对的可能性。在这里,我们调查的电阻率和超导转变温度,Tc,SrTiO $_3$的载流子密度接近最佳掺杂的压力依赖性。我们的实验表明,Tc崩溃迅速与压力,因此与连接到铁电量子临界点的软横向光学声子模式的频率增加。我们表明,超导相图可以理解的耦合电子通过两个混合纵向极性模式,基于偶极波动的载流子-离子系统的模型。特别是,我们预测,为10 $^{18}$ cm $^{-3}$的顺序以上的载流子密度,Tc可以强烈增强接近铁电量子临界点,如在我们的测量SrTiO $_3$和发现在许多导电磁性类似物。然而,低于这个密度,我们预测相反的行为,即Tc被抑制接近铁电量子临界点。我们的模型也是相关的超导性门铁电量子临界系统,如KTaO $_3$,可以引导搜索新的超导体的多样性的材料。
2018-02-06 cond-mat.supr-con
Signatures of Cooper pair dynamics and quantum-critical superconductivity in tunable carrier bands
本文通过分析费米面几何调谐下超导电性的演化,将石墨烯体系中“幽灵交叉”处超导的出现归因于背向散射型库珀对运动学,从而支持量子临界超导配对机制,并指出该手段有望增强超导电性。
2023-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductivity from Undressing
高$T_c$铜酸盐中的光电子发射实验表明,准粒子在正常状态下,特别是在低掺杂制度下,被严重“打扮”。此外,这些实验表明,在正常状态下,随着系统被掺杂并且载流子浓度增加,以及在固定载流子浓度下,随着温度降低并且系统变得超导,都会发生逐渐的脱穿衣。从光学实验中可以推断出类似的情况。有人认为,这些实验可以简单地理解与单一的假设,准粒子敷料是当地的载流子浓度的函数。微观哈密顿描述这种物理进行了讨论。脱衣服过程表现在单粒子和双粒子格林函数中,因此分别导致了光电发射和光学实验中可观察到的结果。这种现象的一个重要结果是,描述它的微观哈密顿破坏了电子-空穴对称性:这些哈密顿预言超导只会发生在空穴超导理论中提出的具有空穴性质的载流子中。
2000-07-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Chirality-induced pseudo-magnetic fields, flat bands and enhancement of superconductivity
本文研究手性自旋织构诱导赝磁场对超导的影响,发现Cooper对不受拆对效应阻碍,并提出平Landau能级可显著提高超导转变温度,主导配对态为FFLO型s波配对密度波。
2024-12-27 cond-mat.supr-con
Phase Diagram and High Temperature Superconductivity at 65 K in Tuning Carrier Concentration of Single-Layer FeSe Films
铜氧化物超导体和铁基超导体中的超导性是通过用载流子掺杂母体化合物或通过施加高压以抑制反铁磁态来实现的。这种丰富的相图对于理解铜基和铁基高温超导体的超导机制和其他物理性质具有重要意义。在本文中,我们报告了在SrTiO 3衬底上生长的单层FeSe薄膜的相图,通过退火过程来调节载流子浓度在很宽的范围内。观察到的能带结构和费米面的戏剧性的变化,与两个不同的阶段,确定在退火过程中竞争。通过优化退火工艺,实现了在~65 K具有高转变温度(Tc)的超导电性。该系统在不同相之间的宽调谐性及其高Tc使得单层FeSe膜不仅是研究超导物理和机制的理想材料,而且也是研究新的量子现象和潜在应用的理想材料。
2012-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Excitonic Superconductivity in Charge Injected Organics
载流子的传输可以通过化学和物理手段掺杂来控制。与化学掺杂不同,物理掺杂是通过场效应晶体管几何结构中的栅极电压通过特殊技术进行的。该技术保持载流子沟道没有缺陷,而没有来自晶体结构和掺杂剂杂质位置的复杂性。在本文中,我们讨论了发生在一个设备的界面处的超导电性的非常规技术。我们研究了由激子在有源器件中的动态配对机制。当系统处于非平衡(驱动)状态时,载流子的配对发生。我们讨论了一个合理的超导转变的物理,并提出新的实验。
2002-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity in Y$_3$Ru$_4$Ge$_{13}$ and Lu$_3$Os$_4$Ge$_{13}$: A comparative study
各种非常规超导体具有低载流子密度作为共同因素。然而,在这种低载流子密度系统中的超导性的基本机制还没有很好地理解。此外,小的载流子密度是一个不利的组成部分,为传统的超导所描述的巴丁-库珀-施里弗(BCS)理论。因此,研究低载流子密度系统可以更好地理解这种系统。本文报道了用各种实验技术研究低载流子密度系统Y $_3$ Ru $_4$ Ge $_{13}$和Lu $_3$ Os $_4$ Ge $_{13}$的超导电性。用提拉法在四弧炉中生长了$_3$-$_4$-Ge $_{13}$和$_3$-$_4$-Ge $_{13}$单晶。X射线衍射实验表明,两种化合物均以立方结构{(空间群$\it{Pm3n}$,编号223)}结晶。输运、磁化强度和热容的测量表明,$_3$-Ge $_{13}$单晶在2.85 K发生超导转变,而$_3$-Ge $_{13}$在3.1 K发生超导转变.
2014-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A survey of nonadiabatic superconductivity in cuprates and fullerides
高- $T_c$超导体的特征在于非常低的载流子密度。这一特性导致了两个基本的结果:一方面,费米能相应地很小,它们可以是声子频率的相同数量级。在这种情况下,由米格达尔定理失效引起的非绝热修正不能再被忽略。此外,小的载流子密度意味着不良的筛选和相关效应必须考虑在内。我们提出了一个全面的概述理论的超导推广到非绝热制度,这是定性不同于传统的。在这个框架中,一些观察到的性质的铜酸盐和富勒烯化合物可以自然占,并提出了一些理论预测,可以通过实验测试。
2000-07-01 cond-mat.supr-con