Dirac Surface States and Nature of Superconductivity in Noncentrosymmetric BiPd
在非磁性体材料中,反转对称性保护了自旋简并性。然而,如果大块晶体结构缺乏反转中心,自旋-轨道相互作用会提升自旋简并度,导致Rashba金属的费米表面呈现出复杂的自旋织构。在超导Rashba金属中,由这些复杂的自旋结构构造的配对波函数通常包含单线态和三线态特征。在这里,我们研究可能的三线态组件的序参量在非中心对称的BiPd,结合第一次在非中心对称超导体宏观表征,原子尺度的超低温扫描隧道光谱,和相对论第一性原理计算。虽然超导状态的BiPd出现拓扑平凡,符合Bardeen-Cooper-Schrieffer理论的序参量由一个单一的各向同性的s-波间隙,我们表明,该材料具有螺旋自旋极化的Dirac-cone表面态。
2015-03-30 cond-mat.supr-con
Singlet-triplet mixing in the order parameter of the noncentrosymmetric superconductor Ru$_{7}$B$_{3}$
预测在没有反转中心的超导体中出现的关键效应之一是单重态和三重态序参量的混合,由于宇称,单重态和三重态顺序参数本身不再是好的量子数。为了寻找混合序参量,我们利用涡旋晶格的小角中子衍射研究了非中心对称超导体Ru $_7$ B $_3$的能隙结构.我们发现,所测量的温度依赖性的涡旋晶格形状因子的特点是由一个模型构造来描述的超导状态上的反转对称性破缺的影响,表明存在一个混合的单重态-三重态间隙,并确认理论预测。
2022-02-08 cond-mat.supr-con
Quantum and classical ratchet motions of vortices in a 2D trigonal superconductor
涡旋的动力学行为在二维超导体的量子现象中起着核心作用。例如,量子金属态,显示出异常的温度无关的电阻状态,直到低温,一直是最近开发的二维晶体超导体的共同主题,其微观起源仍在争论中。在这里,我们揭示了一个新的方面的涡旋动力学的非中心对称的二维晶体超导体的MoS $_{2}$通过非互易输运测量。低温大电流下的二次谐波电阻$R^{2w}$表明棘轮运动伴随着经典的涡流。此外,我们发现,$R^{2w}$基本上被抑制在量子金属态与低电流区,允许识别的量子和经典棘轮运动的涡旋的二次谐波产生的幅度。这表明,非互易输运测量可以成为探测非中心对称二维超导体中涡旋动力学的有力工具。
2019-04-01 cond-mat.supr-con
Orbital tunable 0-$π$ transitions in Josephson junctions with noncentrosymmetric topological superconductors
研究了由一个常规的$s$波超导体与一个多轨道非中心对称超导体耦合的约瑟夫森结中的约瑟夫森输运性质。相反,典型的单带非中心对称超导体,我们证明了本地轨道间自旋三重态配对是绑在不同的带与$d$波对称性的符号变化的自旋单重态对振幅的发生。这种多带$d^{\pm}$波态是一种独特的超导配置,其驱动具有显示高度电子控制的0- $π$跃迁的意外约瑟夫森效应。值得注意的是,我们发现,一个非中心对称/ $s$波约瑟夫森结的相位状态可以在0和$π$之间切换以多种方式通过电子填充的变化,自旋轨道耦合的强度,反转不对称相互作用的幅度,和结的透明度。这些结果突出了约瑟夫森响应的固有轨道和电可调性,并提供了独特的路径来揭示非常规多轨道超导性的性质,以及激发约瑟夫森量子器件的创新设计。
2020-10-13 cond-mat.supr-con
Adherence of the rotating vortex lattice in the noncentrosymmetric superconductor Ru$_{7}$B$_{3}$ to the London model
本研究考察非中心对称超导体Ru$_7$B$_3$在磁场历史依赖性下的涡旋晶格形式因子,发现其符合各向异性London模型,验证了反演对称性破缺对涡旋结构影响较小的理论预测,并提取了穿透深度与相干长度。
2022-09-29 cond-mat.supr-con
Odd-parity multipole fluctuation and unconventional superconductivity in locally noncentrosymmetric crystal
微观计算和对称性论证揭示了宇称破坏磁序附近的超导性。缺乏局部空间反转宇称的晶体中的增广团簇磁多极序可能破坏整体反转对称性,因而被归类为奇宇称多极序。研究了Sr $_2$ IrO $_4$激发的二维二子晶格哈伯德模型中奇宇称磁多极涨落引起的非常规超导电性.我们发现自旋轨道耦合对偶宇称超导电性的抑制作用比在整体非中心对称系统中更为显著。因此,两个奇宇称超导态是稳定的磁多极涨落在一个大的自旋轨道耦合区。它们都是$Z_2$拓扑超导态。得到的间隙函数的子晶格间配对显示了一个缺口/节点结构的非对称对称性保护。我们的发现意味着一个新的奇宇称拓扑超导体家族。候选材料进行了讨论。
2018-12-18 cond-mat.supr-con
Investigations of the superconducting ground state of Zr$_{3} $Ir: Introducing a new noncentrosymmetric superconductor
晶体结构缺乏反转对称性的材料中的超导性是非常规超导性的主要候选者。一种新的非中心对称化合物$_{3}$-Ir晶体结构为四元$ α$ $_{3} $ S.磁化强度、比热和μ子自旋旋转证实了s波超导性,其转变温度T $_{c}$ = 2.3 K。μ子自旋弛豫证实了超导基态的时间反演对称性。
2019-10-07 cond-mat.supr-con
Counterpart of the Chandrasekhar-Kendall state in noncentrosymmetric superconductors
该研究发现非中心对称超导体中存在对应等离子体Chandrasekhar-Kendall态的稳定局域自打结磁场构型toroflux,由宇称破缺Lifshitz不变量支持,可由磁偶极子或铁磁夹杂物激发。
2023-07-19 cond-mat.supr-con hep-th
Ising superconductivity in noncentrosymmetric bulk NbSe2
Pavol Jozef Šafárik University in Košice(科希策帕沃尔·约瑟夫·沙法里克大学);Institute of Experimental Physics, Slovak Academy of Sciences(斯洛伐克科学院实验物理研究所);Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP*, Institut Néel(格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、内耳研究所);Univ. Grenoble Alpes, CEA, Grenoble INP, IRIG, Pheliqs(格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国原子能和替代能源委员会、格勒诺布尔理工学院、IRIG、Pheliqs);Institut des Matériaux Jean Rouxel, Université de Nantes and CNRS-UMR 6502(让·鲁克斯尔材料研究所、南特大学和法国国家科学研究中心联合研究单位6502)
研究通过热容量测量证实非中心对称体NbSe2显著违反Pauli极限,揭示其基于破除反演对称性的Ising保护机制。
2025-06-10 cond-mat.supr-con
Negative refractive index in cubic noncentrosymmetric superconductors
研究了立方非中心对称超导体的负折射率。我们考虑了迈斯纳效应下的麦克斯韦方程组,以及由于反转对称性破缺而产生的磁电效应。我们推导了电磁波的色散关系,并表明折射率在低于希格斯间隙的频率处变为负值。我们发现,通常在负介电常数的手征材料中讨论的负折射率的手征机制可以通过用Higgs间隙代替等离子体间隙而应用于正介电常数的超导体。由实验值估算的LiPt $_3$ B的穿透深度表明,在紫外区可能出现负折射率。LiPt $_3$ B可以在比迄今为止观察到的任何其它材料更短的波长下表现出负折射率。
2018-02-16 cond-mat.supr-con hep-th physics.optics
Symmetry and topology of two-dimensional noncentrosymmetric superconductors
我们详细研究了无反转中心的二维超导体的能隙对称性和准粒子波函数拓扑结构。电子与晶格的强自旋轨道耦合使得有必要用一个或多个以螺旋度为特征的非简并带来描述超导性。利用整数值Maurer-Cartan不变量和Bogoliubov威尔逊圈对超导态进行了拓扑分类,并计算了费米边界模的谱.
2015-11-23 cond-mat.supr-con
Spin Susceptibility of Noncentrosymmetric Heavy-fermion Superconductor CeIrSi3 under Pressure: 29Si-Knight Shift Study on Single Crystal
本文报道了重费米子超导体CeIrSi_3单晶的~(29)Si-NMR研究。压力下的29 Si-Knight位移测量表明,ab平面的自旋磁化率在Tc以下略有下降,而沿c轴它根本没有变化。这一结果可以解释为超导态的自旋磁化率由强烈的反对称(Rashba型)自旋轨道相互作用主导,这种相互作用源于沿c轴没有反转中心,并且它远大于超导凝聚能。这是第一次观察到的自旋磁化率低于Tc的非中心对称超导体的强Rashba型自旋轨道相互作用占主导地位的各向异性。
2009-12-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coexistence of Ferromagnetism and Superconductivity in Noncentrosymmetric Materials with Cubic Symmetry
这是一个模型研究的出现在铁磁有序相的立方材料,其晶体结构缺乏反演对称性的超导性。一个Ginzburg-Landau型理论被用来找到铁磁态,并确定磁序的超导性的耦合。结果表明,非质心磁性引起螺旋磁相。如果磁序的波长足够长,它会引起超导性的序参量的调制,无论是在模量和复相位。在磁畴壁的超导形核被发现抑制相比,内部的铁磁畴。
2011-10-19 cond-mat.supr-con
Toroid, Altermagnetic and Noncentrosymmetric ordering in metals
Landau Institute for Theoretical Physics(朗道理论物理研究所)
本文探讨了环状、交替磁性和非中心对称金属的物理性质,揭示了其在超导性和磁性行为上的独特特征及差异。
2026-02-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bogoliubov-Fermi Surfaces in Noncentrosymmetric Multicomponent Superconductors
我们发现,当时间反演对称性被打破的多组分超导凝聚体没有反演对称性的Bogoliubov准粒子一般表现出mini-Bogoliubov-Fermi(BF)表面,小超导序参量。反演对称性的缺乏使得BF表面相对于弱扰动是稳定的。然而,随着序参量的充分增加,Bogoliubov-Fermi面可能通过Lifshitz跃迁消失,并且这种方式的光谱变得完全带隙。我们的证明是基于对正常费米面附近的带的有效哈密顿量的计算的高能状态的积分。的规则,和实验结果进行了简要讨论。
2020-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Noncentrosymmetric superconductors in one dimension
本文研究了时间反演不变的一维超导体中的费米子边界模(Andreev束缚态)。在衬底的存在下,空间反转对称性被打破,电子性质受到反对称自旋轨道耦合的强烈影响。我们假设任意偶数个非简并带穿过费米能级。我们表明,只有一个可能的配对对称性在一维,模拟s波配对。零能量Andreev束缚态是存在的,如果在奇数个带的间隙函数的符号是不同的,从所有其他的带。
2016-12-09 cond-mat.supr-con
Superconductivity and Local Inversion-Symmetry Breaking
反演和时间反演是超导体中库珀对结构的基本对称性。一个或两个的损失导致这种结构的修改,并可以以深刻的方式改变超导相的性质。由于缺乏反转,非中心对称材料的超导性已经成为一个重要的课题,特别是在拓扑超导性以及不寻常的磁性和磁电性质的背景下。最近,具有局部而非全局反转对称性破缺的晶体结构引起了人们的注意,因为超导性可以表现出中心对称材料中无法天真预期的现象。在介绍了局部非中心对称晶体和不同材料实现的概念后,我们讨论了这种局部对称性破缺对分类的影响,预期的和部分已经观察到的非常规超导现象,以及可能的拓扑超导相。
2022-04-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in disordered locally noncentrosymmetric materials: an application to CeRh$_2$As$_2$
层状三维中心对称晶体可以表现出非中心对称材料的特性。当每一层都没有反转时,就会发生这种情况,但是当它们结合在一起时,反转对称性就会恢复;因此被命名为局部非中心对称超导体(LNCs)。在LNCS中,杂质和次显性磁场诱导的配对通道的影响仍未被探索。使用一个极小模型,我们检查所有的配对通道,并表明,总是有一个次主导的超导不稳定性,有利于在高磁场,这可以大大改变磁场-温度相图。此外,我们发现,相图响应无序在一个非单调的方式,这可以进行实验验证。我们将这些想法应用到最近公布的CeRh $_2$ As $_2$的两相超导相图。我们确定了两个阶段的单重三重混合奇偶校验态,在低和高领域,分别。此外,我们预测的存在下,两个超导相的平面内磁场在干净的样品,因为高场阶段可能已经到目前为止阻碍了杂质的影响。
2021-07-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhanced triplet superconductivity in noncentrosymmetric systems
本文在正方晶格上推广的哈伯德模型基础上,利用无规相位近似,研究了非中心对称超导体的配对对称性。我们发现,d+ f波配对是有利的,三重态f波态被增强的Rashba型自旋轨道耦合起源于破缺的反转对称性。增强的三重态超导电性源于三重态配对的有效相互作用的增加和由Rashba型自旋轨道耦合引起的自旋磁化率的降低,这分别导致三重态分量的增加和单重态分量的破坏。
2007-03-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of Parity Violated Cooper Pairs in Weakly Noncentrosymmetric Superconductors
我们认为,在具有弱非对称自旋轨道相互作用的非中心对称超导体中,被以往研究忽略的自旋轨道分裂带之间的场诱导对关联产生了独特的效应;即泡利削弱效应在动量空间中是各向异性的,因此即使对于各向同性s波态,磁场也会诱导准粒子能量的点节点状各向异性能隙结构,这严重影响低温下的热力学量。当自旋-轨道相互作用的大小小于超导能隙能隙时,比热随磁场的变化表现出双能隙的行为,即使只有一个能隙也是如此.这些特征表征了弱非中心对称系统中宇称违背的库珀对。我们提出了在具有弱破缺反转对称性的超导体Y_2C_3中探测这些效应的可能性。
2007-07-23 cond-mat.supr-con
Magnetic flux inversion in Charged BPS vortices in a Lorentz-violating Maxwell-Higgs framework
我们证明了第一个带电的BPS涡的存在,在麦克斯韦-希格斯模型补充奇偶奇洛伦兹违反(LV)结构属于CPT-偶规范扇区的标准模型扩展和四阶电位(在没有陈-西蒙斯项)。修正后的一阶BPS方程提供了一些有趣的特性:局域化和可控的空间厚度,整数磁通量子化,电场反转和局域化的磁通量反转。该模型可以应用于支持携带整数量化磁通量的带电涡旋的凝聚态系统,赋予局部翻转的磁通量。
2012-10-08 cond-mat.soft cond-mat.supr-con hep-th
High-resolution magnetic penetration depth and inhomogeneities in locally noncentrosymmetric SrPtAs
我们提出了一个多晶和颗粒样品SrPtAs,一个pnictide超导体的六方结构包含PtAs层,单独打破反转对称性(局部非中心对称性)的磁穿透深度的研究。致密样品表现出明确的s波型BCS行为,我们认为这是SrPtAs的本征穿透深度。粒状样品显示样品依赖的第二抗磁性下降,归因于晶粒间耦合。我们的实验结果表明SrPtAs中存在一个无节点的各向同性超导能隙,这对该化合物的超导电性驱动机制和序参量对称性提出了强有力的约束.
2016-02-25 cond-mat.supr-con
Tranverse magnetic field distribution in the vortex state of noncentrosymmetric superconductor with O symmetry
本文研究了具有点群对称性$O$的第二类超导体Li $_2$ Pt $_3$ B内部的磁场分布。作为从完美的立方群$O_h$出发的反转对称的缺乏导致磁化与相关联的序参量的相位梯度共线,并且电流分量与局部磁场共线。在涡旋状态下,我们通过求解麦克斯韦方程预测了一个横向于涡旋线的局部磁场。这种横向场的概率分布也得到了预期的μ子自旋旋转测量。
2008-10-17 cond-mat.supr-con
Momentum space imaging of locally noncentrosymmetric superconductors
非中心对称材料中空间反转对称性的失效引入了两种不同类型的自旋无关和自旋相关电子跳跃。自旋相关项可以转化为准自旋-轨道耦合,并可能影响电子结构。在局部非中心对称晶体中,亚晶格自由度的存在产生了亚晶格间和亚晶格内跳跃积分之间的区别。前者(后者)的自旋相关部分,在宇称下是偶(奇)的,称为对称(反对称)准自旋轨道耦合。在这里,我们展示了这种准自旋轨道耦合对电子能带结构的影响,并通过准粒子干涉方法研究了它们的特征。我们将讨论扩展到一类现实的材料,称为过渡金属氧化物。
2021-04-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-triplet pairing state evidenced by half-quantum flux in a noncentrosymmetric superconductor
寻找自旋三重态配对和拓扑超导性的主要一类超导材料是没有反转对称性的超导体。据预测,宇称对称性的破坏引起的混合物的自旋单重态/自旋三重态配对状态;三重态配对组件,是实质性的,似乎所有,但保证。然而,在任何特定材料中对混合的实验确认仍然难以捉摸。本文利用相敏实验研究了非中心对称超导体$α-$ BiPd的配对态。在介观多晶$α-$ BiPd环器件中观察到的Little-Parks效应揭示了半整数磁通量量子化的存在,这为自旋三重态配对态提供了决定性的证据。我们发现混合的半量子通量和整数量子通量,与单重态-三重态对混合的情况一致。
2020-02-10 cond-mat.supr-con
Effects of impurities in noncentrosymmetric superconductors
讨论了无序对非中心对称化合物超导性质的影响。弹性杂质散射,即使是标量杂质,导致一个强烈的各向异性混合的电子态的带分裂的自旋轨道耦合。我们着重计算了临界温度、上临界场和自旋磁化率。结果表明,杂质对临界温度的影响与多带中心对称超导体相似,特别是对各向同性单线态,Anderson定理成立。相反,标量杂质影响自旋磁化率的方式与中心对称超导体中的自旋轨道杂质相同。另一个奇特的特征是,在没有反转对称性的情况下,标量无序可以混合单线态和三线态配对通道。这导致了上临界场与传统中心对称情形下的Werthamer-Helfand-Hohenberg理论的预测之间的显著偏差。
2010-02-24 cond-mat.supr-con
Nonreciprocal current in noncentrosymmetric Rashba superconductors
反转对称性破缺的非中心对称超导体$P$提供了丰富的物理现象,如超过泡利极限的上临界磁场$H_{c2}$和磁电效应。相对论性自旋轨道相互作用(SOI)在这些新现象中起着至关重要的作用,它提升了每个$\mathbf{k}$ -点的Kramers简并度,导致自旋单重态-偶宇称和自旋三重态-奇宇称配对的混合.另一方面,时间反演对称性$T$将$\mathbf{k}$和$-\mathbf{k}$点处的两个状态与相反的自旋联系起来,并且外部磁场$B$进一步破坏$T$导致称为磁手征各向异性(MCA)的非线性电阻率的方向依赖性。在这里,我们从理论上证明了序参量的双分量性质,即,在Rashba超导体中,奇偶配对导致了波动区MCA的巨大增强,这是非中心对称系统的一个典型例子。这揭示了在输运现象中出现的“铁电体”的超导类似物。
2017-12-06 cond-mat.supr-con
Upper critical field in noncentrosymmetric superconductors
本文计算了任意温度下无反演对称性的超导体中标量杂质的上临界场。轨道和自旋(顺磁)对打破机制被认为是。超导相变在非零场发生到螺旋涡旋状态,其中序参量沿外加场调制(在立方晶体中)。螺旋状态相对于无序是稳定的。然而,如果忽略由自旋轨道耦合分裂的电子带中的态密度之间的差异,则序参量调制仅在低温下存在,并且仅在系统足够干净且顺磁性受限的情况下存在。这种状态类似于中心对称超导体中的Larkin-Ovchinnikov-Fulde-Ferrell状态。
2008-07-28 cond-mat.supr-con
Pressure-induced Superconductivity in Noncentrosymmetric Weyl Semimetals LaAlX (X = Si and Ge)
在拓扑材料中,由于空间反演对称性的破缺,狄拉克费米子可以分裂为两个手征相反的外尔费米子;而在非中心对称超导体中,由于反对称自旋轨道耦合,出现了新的超导电子配对机制。本文报道了典型的非中心对称Weyl半金属LaAlX(X=Si和Ge)在压力作用下的超导电性。在65 GPa左右观察到超导性,没有结构相变。得到了一个典型的圆顶形相图,LaAlSi(LaAlGe)的最大Tc为2.5 K(2.1 K)。此外,施加压力不会破坏LaAlSi的非平凡能带拓扑结构,高达80.4 GPa,使这些材料成为实现拓扑超导性的潜在候选者。我们在LaAlX(X=Si和Ge)中发现的超导电性将为非中心对称超导体提供重要的见解,并促进对Weyl半金属超导电性的进一步研究。
2021-11-04 cond-mat.supr-con
Fermionic boundary modes in two-dimensional noncentrosymmetric superconductors
我们计算了在两种不同的非超导材料(例如绝缘氧化物)之间的界面处形成的二维超导体中的Andreev边界模的谱。在该体系中不存在反转对称性,电子能带结构和超导配对都受到Rashba型自旋轨道耦合的强烈影响。我们考虑各向同性的s波配对状态,有和没有时间反演对称性破缺,以及各种d波状态。在所有情况下,存在亚间隙Andreev边界状态,其属性,特别是零能量模式的数量和位置,定性地依赖于间隙对称性和自旋轨道耦合强度。
2016-09-14 cond-mat.supr-con
Signature of superconducting states in cubic crystal without inversion symmetry
本文从理论上研究了无反转对称性对超导态的影响。特别地,我们关注具有立方对称性$O$的非中心对称化合物,如Li $_2$ Pt $_3$ B。在哈密顿量中加入适当的各向同性自旋-轨道相互作用,它在动量空间中的作用类似于磁引力。由此产生的配对波函数在赝自旋空间中有一个额外的三重态分量,塞曼磁场$\bf{B}$可以诱导出一个系数为$κ(T)$的共线超电流$\bf{J}$。还考虑了立方对称中的各向异性和节超导能隙函数对$κ(T)$的影响。从宏观角度出发,通过求解Meissner几何下的Maxwell方程和单涡线情形,研究了非中心对称超导体中相互感应的$\bf{J}$和磁化强度${\bf{M}}$对磁场分布的影响.在这两种情况下,垂直于外部磁场的磁场都是对称性破缺的标志。
2007-11-06 cond-mat.supr-con
Anomalous Josephson effect in planar noncentrosymmetric superconducting devices
在具有破缺反转和时间反转对称性的二维电子系统中,约瑟夫森结揭示了一种反常的响应:即使两个超导体之间的相位差为零,超导电流也不为零。我们考虑这种特殊现象的细节在平面双势垒配置的混合电路,其中的非中心对称正常区域的自旋-轨道耦合的范式Rashba模型的条款。我们分析了这种反常的约瑟夫森效应的Ginzburg-Landau形式主义和微观格林函数的方法在干净的限制。临界电流的大小计算为一个任意的面内磁场取向,并在约瑟夫森电流-相位关系的异常相移确定在几个极限情况下的模型的参数。
2022-11-19 cond-mat.supr-con
Magnetic penetration depth and gap symmetry of the noncentrosymmetric superconductors CePt3Si and LaPt3Si
我们报告的测量温度依赖性的一个非常高质量的超导体LaPt_3Si单晶的磁穿透深度没有反转对称。结果与以前报道的同构反铁磁超导体CePt3Si。在低温下,穿透深度遵循BCS指数行为,这意味着在LaPt3Si中的各向同性能隙,与CePt3Si中指示线节点的线性响应相反。这些线节点被认为是由对称性保护的,或者是由奇偶混合偶然产生的。目前的结果提供了支持的观点,宇称混合似乎并不单独导致CePt3Si的非常规性,它需要反铁磁秩序被包括在内。
2009-10-26 cond-mat.supr-con
Lattices of double-quanta vortices and chirality inversion in $p_x+ip_y$ superconductors
研究了手征p波超导态的标准Ginzburg-Landau模型在外加磁场中的磁化过程。我们发现,该相图是由双量子化涡旋三角晶格为主。只有在上临界场附近,晶格才开始解离成单量子涡旋结构。相反手征态之间的简并在非零场中被破坏。如果磁化开始于能量上不利的手征,则由外部磁场诱导的手征反转过程导致形成一系列具有特征磁性特征的亚稳态,这些特征磁性特征可以通过标准实验技术来探测。
2016-09-14 cond-mat.supr-con
Colossal enhancement of upper critical fields in noncentrosymmetric heavy fermion superconductors near quantum criticality: CeRhSi$_3$ and CeIrSi$_3$
本文研究了非中心对称重费米子超导体CeRhSi $_3$和CeIrSi $_3$在量子临界附近上临界场$H_{c2}$沿c轴的强耦合效应。对于足够大的自旋-轨道相互作用,由于缺乏反演对称性,$H_{c2}$主要是由轨道depairing效应。从微观计算考虑到强烈的自旋波动,我们表明,$H_{c2}$是非常增强的系统接近量子临界点,导致$H_{c2}\sim 30$ T,即使在低转变温度$T_c(H=0)\sim 1$ K的情况下,这很好地解释了巨大的$H_{c2}$在最近的实验中观察到的。我们的结果揭示了量子临界附近自旋涨落引起的强耦合超导性的内在和普遍性质。
2008-08-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Physical properties of noncentrosymmetric superconductor Ru$_7$B$_3$
过渡金属硼化物Ru $_7$ B $_3$是一种非中心对称超导体,其$T_{C}$ = 3.3K.通过电阻率($ρ_{xx}$和$ρ_{xy}$)、比热、低临界场测量和电子能带结构计算,用自洽分析方法确定了Ru $_7$ B $_3$的超导和正常态性质.结果表明,Ru $_7$ B $_3$属于s波主导的单带超导体,能隙为0.5 meV,属于弱电子-声子耦合的II型超导体。在场致展宽电阻率曲线中观察到了异常的“扭结”特征,表明可能是由无反转对称性的晶格诱导的自旋三重态的混合。
2008-11-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic structure, electron-phonon coupling and superconductivity in noncentrosymmetric ThCoC2 from ab initio calculations
已知在其晶体结构中没有反转对称性的超导体表现出非常规性质。最近,基于测量的磁场穿透深度的温度依赖性,非中心对称$\mathrm{ThCoC_2}$中的超导性被提出是一个节$d$波,并介导的自旋涨落。此外,电子比热和磁上临界场的温度依赖性的非BCS行为被报道。本文在\textit{ab initio}计算的基础上,用$\mathrm{ThCoC_2}$研究了电子结构、声子和电子-声子耦合。分析了自旋-轨道耦合对电子结构和电子-声子相互作用的影响,发现电子能带结构发生了较大的分裂,计算的电子-声子耦合常数$λ= 0.59$与实验值符合较好,表明电子-声子相互作用足够强,可以用$T_c \simeq 2.5$ ~K解释超导性.然而,我们发现,传统的各向同性Eliashberg形式无法描述超导态的热力学性质,因为计算的电子比热和磁穿透深度的温度依赖性偏离实验,这可能是由强自旋轨道耦合和反演对称性破缺驱动的。此外,为了更好地阐明配对机制,我们建议测量碳同位素效应,因为我们基于电子-声子耦合的计算预测了具有指数$α\simeq 0.15$的同位素效应的观察。
2021-08-19 cond-mat.supr-con
Magnetic field delocalization and flux inversion in fractional vortices in two-component superconductors
我们证明,在对比的单组分Abrikosov涡,在两个组件的超导体涡的解决方案与指数屏蔽磁场只存在于例外的情况下:在携带的磁通量量子的整数的情况下,并在一个特殊的参数限制半量子涡旋。对于所有其他参数,涡旋解具有带缓慢衰减尾部的离域磁场。此外,我们证明了一个新的效果,这是通用的双组分系统,但没有对应的单组分系统:在$U(1)\times U(1)$ Ginzburg-Landau模型的参数空间的一半,一般分数涡的磁场反转其方向在一定距离的涡核。
2009-12-08 cond-mat.supr-con
Spin-orbit coupling and semiclassical electron dynamics in noncentrosymmetric metals
电子与晶格的自旋轨道耦合在没有反转对称性的材料中起着至关重要的作用,提升了Bloch态的自旋简并度,并赋予所产生的非简并带复杂的自旋织构和拓扑非平凡波函数。本文对非中心对称金属中的自旋轨道耦合和能带简并进行了详细的理论分析。考虑自旋轨道耦合和塞曼相互作用,在外加磁场作用下,系统地导出了费米面附近费米准粒子的半经典运动方程.运动方程的一些最低阶量子修正可以用动量空间中的一个虚构的“磁场“来表示,它与能带波函数的贝里曲率有关。带退化点或线作为一个拓扑非平凡的Berry曲率的来源。我们讨论了波函数拓扑结构的可观测效应,特别是对Lifshitz-Onsager半经典量子化条件的修改和非中心对称金属中的de Haas-van Alphen效应。
2009-08-07 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Topological Phases of Noncentrosymmetric Superconductors: Edge States, Majorana Fermions, and the Non-Abelian Statistics
在分数量子霍尔态、p+ip超导体和Z_2绝缘体(量子自旋霍尔态)等各种凝聚态系统中,涡旋核中存在边缘态和零能模是拓扑非平凡相的一个标志。我们研究这种情况下的二维非中心对称的超导体,允许宇称混合的库珀对。研究发现,即使在s波配对能隙不为零的情况下,只要自旋三重态对的超导能隙大于自旋单重态对的超导能隙,涡旋核中也会出现无能隙的边缘态和零能的Majorana模,表征拓扑有序性.此外,对于Rashba超导体,只要外加磁场的方向垂直于边缘模的传播方向,即使在破坏时间反演对称性的磁场下,也存在由无带隙边缘态产生的量子自旋霍尔效应.这一结果与Z_2绝缘体形成鲜明对比是由于Rashba模型中固有的偶然对称性。本文还证明了在有磁场的情况下,在特定的但现实的条件下,涡旋的非阿贝尔统计是可能的。
2009-01-14 cond-mat.supr-con
Ginzburg-Landau description of twin boundaries in noncentrosymmetric superconductors
本文从理论上研究了具有Rashba自旋-轨道耦合的超导体中的孪晶界模型,该模型既适用于三维非中心对称的四方晶系晶体,也适用于二维栅控超导体如LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面。在这两种情况下,破缺的反转对称性允许单线态和三线态配对共存。在金兹伯格-朗道理论的框架内,我们确定了两个$\mathbb{Z}_2$对称性,通过两个连续的二阶相变,温度降低。我们发现,时间反演对称性破缺超导态成核附近的孪晶界,如果单重态和三重态配对振幅是相当的幅度。因此,随着平行于孪晶界的自发超电流的出现,铁磁有序的趋势局部增加。自旋电流,这是目前的Andreev束缚态的形式,被发现增强的时间反转破相。
2014-01-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Probing anisotropy in a new noncentrosymmetric superconductor BiPd
在非中心对称超导体中,Rashba型反对称自旋轨道耦合的强度对超导态和正常态性质有着决定性的影响。这可以从系统的各种各向异性特性中看出。对于非中心对称晶体中晶体对称性降低的系统,超导配对态可以与正常态性质相关。在我们以前的工作中,我们已经证明了无反型中心的单斜(P_21)结构的α-BiPd在3.8K具有体超导性。为了理解自旋轨道散射的作用,我们研究了高质量NCS BiPd单晶(RRR 170)的各向异性,分别测量了超导态和晶向的磁化率、1.8 ~ 300 K的电输运和等温M-H环<010><100>。在电输运中发现了高达30%的中等各向异性,这可能表明α-BiPd中存在显著的Rashba型反对称自旋轨道耦合。
2014-02-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Line nodes in the superconducting gap function of noncentrosymmetric CePt_3Si
用热输运测量方法研究了最近发现的无空间反转对称性的重费米子CePt_3Si的超导能隙结构。在零场中,一个剩余的T-线性项被清楚地解析为T-> 0,其大小与具有节隙结构的剩余正常流体的预期值非常一致,并且在高温下具有T^2依赖性。在外加磁场的情况下,热导率迅速增长,与完全带隙的超导体形成鲜明对比,并且表现出与T/sqrt{H}的单参数标度。这些结果对CePt_3Si的序参量对称性提出了一个重要的约束条件,即CePt_3Si最有可能具有线节点.
2005-04-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fulde-Ferrel-Larkin-Ovchinnikov State due to Antisymmetric Spin-Orbit-Coupling in Noncentrosymmetric Superconductivity CePt$_3$Si
当反转对称性破缺时,自旋轨道耦合降低了某些类型自旋三重态超导的转变温度,这与磁场由于塞曼分裂而降低自旋单重态超导的情况类似。众所周知,自旋单重态超导的Fulde-Ferrel-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)态是在外加磁场的Pauli极限(或称Pullasekhar-Clogston极限)附近实现的。在FFLO状态下,序参量的幅度在空间上是不均匀的。本文研究了自旋轨道耦合导致的无磁场条件下自旋三重态超导中的FFLO态。虽然在具有球形费米面的简单模型中不能实现FFLO态,但在一定条件下,FFLO态是稳定的.我们讨论了在没有外加磁场的情况下,CePt $_3$ Si中FFLO态的可能性.
2006-08-11 cond-mat.supr-con
A New Noncentrosymmetric Superconducting Phase in the Li-Rh-B System
在Li-Rh-B三元体系的一个新相中观察到了2-3 K的超导电性。结构相表现出一个大的非中心对称的立方晶胞,其a参数在1.208 \leq和\leq 1.215 nm之间。该相在LixRhBy(0.6 < x < 2,1 < y < 2)的较宽组成范围内是稳定的。超导电性以及晶胞体积对Li/B含量敏感,但在更宽的组成范围内表现为Tc \geq 1.8 K:最高Tc \approx 3 K出现在x:y \approx 0.9:1.5,\approx 1.209 nm。大多数样品的超导屏蔽分数几乎是Sn的80%。下临界场Hc 1(0)为~65 Oe,而上临界场Hc 2(0)由外推法确定为高于14 kOe。我们讨论了压力对Tc的影响,以及缺乏反演对称性对超导性质的影响。
2011-02-03 cond-mat.supr-con
Evidence for a Novel State of Superconductivity in Noncentrosymmetric CePt3Si : A 195Pt-NMR Study
通过对195 Pt核自旋-晶格弛豫速率1/T_1的测量,研究了非中心对称CePt_3Si的反铁磁和超导性质.在正常状态下,1/T1的温度(T)依赖性揭示了晶体电场多重态中低能级的存在和重费米子(HF)态的形成。AFM和SC相的共存,出现在TN = 2.2 K和Tc = 0.75 K,分别发生在微观水平上。CePt 3Si是第一个HF超导体,它揭示了一个在1/T1的峰值正好低于Tc,此外,不遵循T^3定律,过去报道的大多数非常规HF超导体。我们注意到,这种意想不到的SC特性可能与其晶体结构中缺乏反转中心有关。
2004-05-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fully gapped superconductivity with preserved time reversal symmetry in noncentrosymmetric LaPdIn
本文报道了六方晶系非中心对称化合物LaPdIn的超导性质。电阻率、比热和交流磁化率的测量表明,在低于$T_c$ = 1.6 K时,存在体超导性.比热,连同使用横向场μ子自旋旋转和基于隧道二极管振荡器的方法测量的穿透深度,由单间隙$s$波超导性很好地描述,间隙幅度为1.8 $k_BT_c$。从零场μ子自旋弛豫的结果没有发现任何证据的自发出现的磁场的超导状态,表明时间反演对称性被保存。能带结构计算表明,在费米能级附近的电子能带上存在相对较弱的反对称自旋-轨道耦合效应,这与由于反转对称性破缺而导致的单重态-三重态混合可以忽略不计是一致的。另一方面,同构LuPdIn和LaPtIn在低至0.4K时不表现出超导性,这可能是由于这些系统在费米能级处具有较小的态密度。
2021-07-21 cond-mat.supr-con
Types of topological surface states in nodal noncentrosymmetric superconductors
节状非中心对称超导体具有拓扑非平凡性质,表现为受保护的零能表面态。具体地说,最近发现,零能量表面平坦带的拓扑起源出现在他们的表面。我们表明,某些反转型晶格对称性的存在下,可以引起额外的间隙节点的拓扑特征,导致表面状态形成一维弧连接两个节点环的投影。此外,我们表明,马约拉纳表面状态可以出现在时间反演不变的动量的表面布里渊区,即使系统是不完全在散装间隙。在连续介质理论中,我们推导出了保护这些不同类型的零能表面态的拓扑不变量。我们独立地推导出零能量表面束缚态存在的一般条件,使用互补准经典散射理论,明确考虑到自旋轨道分裂的影响的频带。我们计算了各种晶体点群对称性和轨道角动量配对态的表面束缚态谱。最后,我们研究了隧道电导谱中的弧表面态和零能表面平带的特征,并讨论了如何在实验中观察到非中心对称超导体的拓扑相变。
2012-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Structure and physical properties of the noncentrosymmetric superconductor Mo3Al2C
我们用电弧和射频熔炼法合成了非中心对称超导体Mo_3Al_2C的多晶样品,测量了它的输运、磁性和热力学性质,并计算了它的能带结构。实验结果表明,在Tc ~ 9.2 K的体超导转变,而在费米面的态密度被发现是由Mo的d轨道为主。利用下临界场Hc 1、上临界场Hc 2和比热C的测量值,我们估算了热力学临界场Hc(0)、相干长度λ(0)、穿透深度λ(0)和金兹伯格-朗道参数κ(0)。在Tc处的比热跃变ΔC/γTc = 2.14,表明Mo 3Al 2C是中等到强耦合的,与能隙的快速打开一致,正如我们的电子比热测量中Tc以下熵的快速释放所证明的那样。在2K以上,电子比热表现出幂律行为,这表明需要在较低温度下合成单晶和测量,以确定间隙是否是各向异性的。上临界场Hc 2(0)的估计值接近计算的泡利极限,因此需要进一步研究确定是否没有反转中心会导致序参量的三重态分量的显著混合。
2010-07-01 cond-mat.supr-con
Anisotropic superconducting gap probed by $^{125}$Te NMR in noncentrosymmetric Sc$_6M$Te$_2$ ($M$ = Fe, Co)
本文利用$^{125}$Te NMR研究非中心对称超导体Sc$_6M$Te$_2$($M$ = Fe, Co)的能隙对称性,发现自旋磁化率在低温下保留有限值且弛豫率呈幂律行为,揭示其具有各向异性超导能隙及可能的配对混合或残余态密度。
2025-06-03 cond-mat.supr-con
Giant intrinsic rectification and nonlinear Hall effect under time-reversal symmetry in a trigonal superconductor
非互易或非线性响应的破缺系统是强有力的探针涌现性质的量子材料,包括超导体,磁体和拓扑材料。最近,涡旋物质被认为是反转对称破缺超导体巨非线性响应的关键成分。然而,非线性效应已被探测为过电压下破缺的时间反演对称性。本文报道了非中心对称三角超导体PbTaSe_2在时间反转对称下的内禀整流和非线性反常霍尔效应。反常非线性输运的幅度比正常态大两个数量级,非线性信号的方向依赖性与晶体对称性完全一致。用非中心对称系统中涡旋-反涡旋弦对的非对称霍尔效应半定量地解释了这种增强的非线性。这项研究丰富了文献的非线性现象,揭示了一个新的方面的量子输运在非中心对称超导体。
2022-02-24 cond-mat.supr-con
Topological crystalline superconductivity in locally noncentrosymmetric CeRh$_2$As$_2$
最近在CeRh $_2$中发现的超导性As $_2$澄清了具有两个超导相的不寻常的$H$ - $T$相图[Khim等人arXiv:2101.09522]。根据局域非中心对称超导体的奇偶宇称跃迁特性解释了实验观察。事实上,反型对称性在Ce位置局部破缺,CeRh $_2$ As $_2$塑造了一类新的奇异超导体。低温和高场超导相是奇宇称对密度波态的候选者,这表明了拓扑超导性的可能性,如自旋三重态超导体。本文首先导出了滑移对称和时间反演对称破缺超导体的$\mathbb{Z}_2$不变量用滑移不变线上费米面个数表示的公式。接下来,我们对CeRh $_2$ As $_2$的电子结构进行第一性原理计算。结合这些结果,我们证明了CeRh $_2$ As $_2$的场致奇宇称超导相是一个由非对称滑移对称性保护的拓扑晶体超导平台,并伴随着边界Majorana费米子。
2021-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity in Noncentrosymmetric NbReSi: Beyond Harmonic and Adiabatic Limits
Laboratory for Physical Sciences, University of Maryland(马里兰大学物理科学实验室);Department of Physics, Virginia Tech(弗吉尼亚理工大学物理系)
本研究通过第一性原理计算揭示非中心对称超导体NbReSi的超导机制,发现谐波理论高估Tc,需引入非谐波效应和顶点修正才能与实验吻合。
2026-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Antiperovskite superconductor LaPd$_{3}$P with noncentrosymmetric cubic structure
反钙钛矿是一种很有前途的候选结构,用于探索新材料。在我们最近合成$A$ Pd $_{3}$ P($A$ = Ca,Sr,Ba)之后,我们发现了反钙钛矿磷化物LaPd $_{3}$ P。$A$ $_{3}$ P和(Ca,Sr)$_{3}$ P是四方晶系或正交晶系,$_{3}$ P是一个新的立方晶系原型($a$ = 9.0317(1)A),空间群为非中心对称($I-43m$). $_{3}$ P具有超导电性,其转变温度($T_\mathrm{c}$)为0.28 K.测得上临界场、德拜温度和索末菲常数分别为0.305(8)kOe、267(1)K、6.06(4)mJ mol-1 K-2 f.u.- 1所示。我们对LaPd $_{3}$ P进行了第一性原理电子能带结构计算,并将理论计算结果与实验结果进行了比较。计算的索末菲常数(2.24 mJ mol-1 K-2 f.u.- 1)由于费米能($E_\mathrm{F}$)位于态密度(DOS)赝能隙之下,所以$E_\mathrm{F}$的实验值远小于$γ$。这种差异可以通过$E_\mathrm{F}$的DOS增加来解释,因为大约5 at.%样品中的La缺陷(空穴掺杂)。观察到的Tc值远低于使用Bardeen-Cooper-Schrieffer方程估计的值。为了解释这种差异,我们研究了LaPd $_{3}$ P由于缺乏空间反演对称性而产生的非常规…
2021-11-19 cond-mat.supr-con