Repulsion and attraction in high Tc superconductors
本文研究了高温超导体中排斥和吸引对能隙函数的影响。提出了一种利用点群的不可约表示计算间隙函数的系统方法。结果表明,纯s波超导只存在于很低的温度下,近壳层上的吸引势使能隙函数显著扩大,超导的临界温度显著提高。强的原位排斥将$A_{1g}$间隙驱动为$B_{1g}$间隙。我们预期具有$A_{1g}$对称性的超导电性由于在位吸引和次近邻吸引的合作而达到高的临界温度。
2010-12-31 cond-mat.supr-con
Quantum critical superconductivity in a dense fermi dilute bose mixture close to mechanical instability
Georg-August-Universität Göttingen(哥廷根大学)
该研究提出在二维金属与稀薄玻色气体耦合系统中,通过调节相互作用使玻色子密度涨落长程化,从而参数化增强超导温度,并指出玻色气体密度为关键瓶颈。
2026-10-05 cond-mat.supr-con
Weak-Coupling Theory for Multiband Superconductivity Induced by Jahn-Teller Phonons
在弱耦合极限下讨论了呼吸声子和Jahn-Teller声子耦合的双带系统的超导电性。使用标准的量子力学程序,声子介导的吸引力。通过对包含这种引力的模型的分析,得到了一个类似BCS的超导转变温度公式$T_{\rm c}$。当只考虑呼吸声子时,$T_{\rm c}$与单带模型的结果相同。另一方面,当Jahn-Teller声子是活跃的,$T_{\rm c}$显着增强的带间吸引力,即使在弱耦合的限制。本结果的实际材料,如铁pnictides的相关性进行了简要评论。
2010-03-27 cond-mat.supr-con
Superconductivity in the dilute single band limit in reduced Strontium Titanate
本文报道了载流子密度为$\textit{n} < 1.4 \times10^{18}cm^{-3}$的SrTiO $_{3-δ}$单晶的超导电性,其中只有一个能带被占据。对于该状态下的所有样品,电阻转变发生在$T_{c} \approx 65 \pm 25 \ mK$。我们观察到$\textit{n}$和$1.03 \times10^{17}cm^{-3}$一样低的零电阻状态,以及$\textit{n} = 3.85 \times10^{16}cm^{-3}$的部分电阻转变。我们观察到低的临界电流密度,相对较高的和各向同性的上临界场,并在这些样品中的抗磁屏蔽的情况下。我们的研究结果表明,一个非均匀的超导状态,嵌入在一个均匀的高迁移率的三维电子气。当$\textit{n}$的变化超过一个数量级时,$T_{c}$不会有明显的变化,这与传统的超导性不一致。
2019-09-30 cond-mat.supr-con
Boson induced s-wave pairing in dilute boson-fermion mixtures
我们表明,在两个内部状态的费米子的稀释玻色子-费米子混合物中,即使当裸费米子-费米子相互作用是排斥的,玻色凝聚体的密度波动的交换可能会导致一个有效的费米子-费米子吸引力,从而在s波通道的库珀不稳定性。我们给出了一个分析方法,以获得相关的$T_c$的限制,其中的玻色子的Bogoliubov激发谱的声子分支是重要的。我们发现一个$T_c$与纯费米气体的吸引力相同的顺序。
2001-12-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Trion formation and unconventional superconductivity in a three-dimensional model with short-range attraction
通过离散动量空间中的薛定谔方程,求解了具有各向异性跳跃的三维晶格中的三费米子问题。粒子间的相互作用包括就地Hubbard排斥和面内最近邻吸引。通过比较三费米子束缚团簇(trions)的能量与一对加一个自由粒子的能量,精确地确定了trions的形成阈值,并绘出了对稳定的区域。发现在强各向异性模型中,费米子对的密堆积密度最高。同时还指出,具有最高临界温度的对超导电性总是接近于三电子形成,这使得系统容易发生相分离和局域电荷有序化。
2019-02-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mechanisms of superconductivity and inhomogeneous states in metallic hydrogen and electron systems with attraction
本综述探讨了具吸引力电子系统中超导反常、非均匀态形成,分析了含/不含延迟的模型机制,计算了金属氢临界温度并讨论降压力提升温度的应用可能,还阐述了双玻色-凝聚体概念及亚稳态寿命估计。
2025-08-24 cond-mat.supr-con
The attraction between antiferromagnetic quantum vortices as origin of superconductivity in cuprates
我们提出了一个新的激发磁起源的关键(空穴掺杂)铜氧化物的超导性,二维和纯量子性质的特点:反铁磁自旋涡旋。在这种形式主义中,电荷配对产生于以相对的内尔子晶格为中心的这种涡旋之间的类似于科斯特利兹的吸引力。这种电荷配对也诱导自旋配对通过规范力的作用所产生的非双重占用约束施加在t-J模型的氧化铜平面的铜酸盐。超导电性来源于描述Zhang-Rice单线态的激发对的相干性,它不是标准的BCS型。我们发现,许多实验特征的铜酸盐可以找到一个自然的解释,在这种形式主义。
2018-06-01 cond-mat.supr-con hep-th
Odd-frequency superconductivity in dilute magnetic superconductors
我们表明,在传统的超导体中的稀磁杂质起源于超导性的奇频分量,表现在Yu-Shiba-Rusinov带内形成的散装超导能隙。我们的结果是在动力学平均场论求解的一般模型中得到的。通过利用一个无序分析和限制到一个单一的杂质,我们能够提供一般的表达式,可用于明确提取的奇频超导功能从扫描隧道测量。
2020-08-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bose-Einstein Condensation Picture of Superconductivity in High Temperature Superconductors (Dilute Metals)
本文根据O_2 ~-离子半径大小(0.5-0.6)A的另一种估计,考虑了一些高低温超导体(HTSC,LTSC)的结构和参数。进入超导态的相变被认为是玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)。超高温超导(Tc = 371 K(YBa_2Cu_3Se_7)和超导(Tc ~ 400 K(Ag_2(Ag_3Pb_2H_2O_6)以及超导(Tc~0.3K(SrNb_xTi(1-x)O_3))均为BEC型。第一种结构的不稳定性是由于Se 2-离子半径的大小比O 2-离子半径的大小大。第二种是准一维结构,不实用。本文计算了几种化学计量和非化学计量(纳米复合)高温超导体的电子密度和有效质量,这些超导体具有一些特殊的性质。大的有效质量可以表明在这样的系统中存在极化子(双极化子)。一些新的超导体Mg_xWO_3。
2006-04-21 cond-mat.supr-con
Enhancing $d$-wave superconductivity with nearest-neighbor attraction of extended Hubbard model
基于最近发现的电子-声子耦合中的最近邻吸引效应,我们利用动态团簇量子Monte Carlo方法对含最近邻吸引$-V$的二维扩展哈伯德模型进行了计算,定量研究了这一额外的吸引通道对$d$波SC的增强作用.通过对$0<-V/t \le 2$范围的模拟,我们发现$d$波投射对相互作用的动力学在所有频率下都是吸引力的,并且随着$|V|$的增加而增加.此外,打开$-V$吸引增强了$(π,π)$自旋波动,但仅增强(抑制)小(大)动量转移的电荷波动。因此,在与"holon folding branch“相关的$V/t=-1$,电荷涨落不足以与被增强的自旋涨落加强的$d$ -波配对相互作用竞争。我们的工作表明,在产生超导性质的自旋和电荷波动之间的潜在丰富的相互作用。
2022-01-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhanced superconductivity by near-neighbor attraction in the doped Hubbard model
针对一维外Hubbard模型近邻吸引效应在高维的研究空白,通过密度矩阵重整化群研究正方晶格四腿圆柱扩展Hubbard模型,发现近邻吸引可增强超导关联、抑制CDW关联,为二维长程超导实现提供新途径。
2022-06-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in a Dilute Two Dimensional Electron System
本文发展了平面内极稀相互作用费米子系统在路径积分图中的有限温度平均场论。在短程相互作用的限制下,系统将经历一个向超导态的相变。不同于众所周知的BCS过渡金属,这种相变被发现是非常敏感的二维性质的问题。通过在非零厚度下重复分析来进行这种灵敏度的定量估计。利用重整化群技术证明了平均场结果的正确性。
2000-10-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coexistence of Superconductivity and Ferromagnetism in Dilute Co-doped $La_{1.89} Ce_{0.11} Cu O_{4\pm\d}$ System
通过稀释Co掺杂研究了最佳电子掺杂的$T'$相超导体La $_{1.89}$ Ce $_{0.11}$ CuO $_{4\pm \d}$的薄膜,形成为La $_{1.89}$ Ce $_{0.11}$(Cu $_{1-x}$ Co $_{x}$)O $_{4\pm\d}$(LCCCO),其中$x$ = 0.01 - 0.05。首次得到以下结果:在整个Co掺杂范围内,LCCCO薄膜在5 ~ 300 K温度范围内表现出长程铁磁有序,这可能是由于RKKY相互作用的结果;在极稀的Co掺杂下,PDMATHAMT = 0.01和0.02,超导电性得以保持,该体系在CuO $_{2}$平面上表现出超导电性和铁磁性的共存。这可能是基于电子掺杂的高$T_{c}$铜酸盐超导体中的电荷载流子的性质。
2006-08-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity enhancement and particle-hole asymmetry: interplay with electron attraction in doped Hubbard model
School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University(上海科技大学理学院);Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, SLAC National Accelerator Laboratory and Stanford University(斯坦福大学材料能源科学研究所、SLAC国家加速器实验室和斯坦福大学)
本研究利用密度矩阵重整化群方法探讨六腿方柱上轻掺杂$t$-$t'$-Hubbard模型中近邻电子吸引的作用,发现其能显著增强电子掺杂体系的超导性,并揭示了电子与空穴掺杂区域间的超导不对称性。
2024-02-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
An amendment of the BCS theory of superconductivity
虽然BCS超导理论是一个完善的理论,我们已经表明,这个模型预测的现象比以前认为的要丰富得多。通过释放吸引带关于系统化学势对称的约束,我们观察到能隙可能有多个解,准粒子不平衡可能出现在平衡态,超导相和正常金属相之间的转变可能是一级的。超导体-正常金属相变的温度随着吸引带的不对称性而变化,如果我们绘制相变温度与化学势的关系图,我们得到一个钟形曲线,类似于超导圆顶,通常在高Tc超导体中形成,但也在具有窄导带的超导体中形成。虽然配对相互作用是系统的微观特征,由组成准粒子之间的有效相互作用决定,但化学势是宏观量,可以通过外部条件(如掺杂和压力)改变。此外,如果系统的导带是窄的,则吸引带被约束到导带,并且化学势在中心是不必要的,因为它发生在In掺杂的Pb $_z$ Sn $_{1-z}$和MgB $_{2}$中的一些带中。由于这些原因,可以释放吸引带相对于化学势对称的约束。
2016-11-21 cond-mat.supr-con
Superconductivity without attraction in a quasi-one-dimensional metal
利用变分波函数研究了一维导体阵列的横向跳跃耦合和相互作用。该波函数被设计为考虑一维相关效应。我们表明,在广泛的条件下,我们的系统具有超导基态,即使没有吸引力。超导机制是多体性质,并大大偏离BCS。绘制了模型的相图。它由两个相互竞争的有序相组成:密度波,自旋或电荷,以及非常规超导性。这些阶段由第一阶过渡分开。超导序参量的对称性是一种非普适性质。这取决于哈密顿量的细节。在我们的模型框架内,可能的选择是三重态$f$波和单重态$d_{xy}$波.有机准一维超导体具有相似的相图。
2008-11-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity from energy fluctuations in dilute quantum critical polar metals
低载流子密度金属中的超导性对传统的电子-声子理论提出了挑战,这是由于不存在克服库仑排斥所需的延迟。在量子临界极性金属中,库仑排斥被严重屏蔽,而临界横光学声子与电子电荷解耦。在由此产生的真空中,准粒子之间的残余相互作用由极性介质的能量波动携带,类似于暗物质宇宙的引力相互作用。在这里,我们证明了配对不可避免地出现从“引力”的相互作用与能量波动,导致圆顶状的超导$T_c$的载流子密度的依赖。我们的估计表明,这种机制可以解释观察到的掺杂SrTiO $_3$的临界温度。我们提供的预测,可用于测试我们的理论在二维和三维材料的超导电性的增强近极性量子临界。
2021-06-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
An electronic band sculpted by oxygen vacancies and indispensable for dilute superconductivity
本研究针对块体钛酸锶的稀超导现象,发现超导起始阈值与掺杂方式相关,氧空位掺杂的超导阈值远低于Nb取代掺杂,指出氧空位塑造的能带是超稀极限下超导的唯一载体,修正了刚性能带近似的适用范围。
2023-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Basic Foundations of the Microscopic Theory of Superconductivity
基于固体中传导电子的宏观轨道表示的新方法已被用来发现声子诱导的两个电子之间的吸引力的一些未触及的方面,并奠定了适用于广泛不同的固体的超导性的一般理论的基本基础。为此,我们首先分析了N个传导电子的净哈密顿量H(N),以确定它的万有部分H_o(N)(与特定固体或特定一类固体的性质无关),然后研究H_o(N)的态,得出超导起源的结论,基本上,从传导电子在其基态的零点力(f_o)和决定晶格结构的原子间力(f_a)之间的相互作用。这使得晶格中的一种机械应变成为声子诱导的电子间吸引的主要来源,这种声子诱导的电子间吸引导致了Cooper型对的形成,并在一定温度T_c以下开始超导。我们确定了这些对的结合能,并找到了一个T_c的关系式,它不仅解释了我们今天所知道的最高实验T_c = 135 K,而且表明超导性原则上可以在室温下发生。显然晶格中的电应变(即,由导电电子的电荷产生的晶格成分的电极化)可以对声子引起的两个电子的吸引具有附加的贡献。我们的理论框架不仅包括BCS模型,而且还为两种著名的超导现象提供了微观基础,两种流体理论和PSI理论。此外,它还证实了最近的一种观点,即超导转变基本上是一种量子相变。
2006-03-29 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
Random local attraction driven metal-superconductor transitions
本文结合动力学平均场论、相干势近似和超导的迭代微扰理论作为杂质解,研究了无序吸引哈伯德模型。在局部吸引力$U$中引入无序。我们假设$U$按照双峰概率分布分布,其中$x$部分的位点是配对中心($U\neq0$),而$(1-x)$部分的位点是非相互作用的($U=0$)。研究发现,在临界$x=x_c$之外,一级金属-超导体相变导致在相互作用和非相互作用中诱导超导。
2014-04-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A dilute atomic Fermi system with a large positive scattering length
我们表明,一个稀释的原子费米系统在足够低的温度下,可以显示费米超流性,即使在排斥原子-原子相互作用的情况下,当散射长度是积极的。如果一部分原子形成弱结合分子的BEC,则Bogoliubov声子的交换提供了导致形成库珀对的吸引力。
2004-02-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Superconductivity in a hole-doped Mott-insulating triangular adatom layer on a silicon surface
三分之一单层的Sn吸附在原子级清洁的Si(111)衬底上产生二维三角形吸附原子晶格,每个位置具有一个未成对电子。这种稀释的吸附原子重构是反铁磁莫特绝缘体;然而,该系统可以使用重掺杂的p型Si(111)衬底进行调制掺杂和金属化。在这里,我们证明了简并掺杂p型Si(111)晶片上的空穴掺杂稀吸附原子层是超导的,其临界温度为4.7 ± 0.3 K。虽然声子介导的耦合方案将与所观察到的TC一致,但Sn衍生的悬挂键表面态中的Mott相关性可以抑制s波配对通道。后者表明这种三角形吸附原子晶格中的超导电性可能是非常规的。
2020-08-13 cond-mat.supr-con
Berry Trashcan With Short Range Attraction:Exact $p_x+i p_y$ Superconductivity in Rhombohedral Graphene
本文在菱方石墨烯的 Berry Trashcan 最小模型中证明短程吸引下存在解析的 $p_x+i p_y$ 手性超导基态,揭示其 RSGA 代数结构,并通过精确对角化验证结合能与 ODLRO,表明该模型是 GMP 类代数中唯一现实的手性超导载体。
2025-09-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bose-Einstein Condensation Picture of Superconductivity in Ag2 (Ag3Pb2H2O6), Na0.05WO3 and Na0.041NH3 composites. (Dilute metals)
传统上,当描述氧化物的晶体结构时,氧离子半径r 02被假定为近似等于1.4 A。在这种情况下,氧离子占据晶体体积的80-90%。金属原子则被认为是半径为(0.5 - 0.8)A的施主离子。然而,如果我们假设r 02- ~ 0.56 A,则原子堆积图像以及因此氧化物的物理性质(例如导电性和超导性)将本质上不同。这种半径的大小可以从量子力学计算中得知[2]。根据该图,80- 90%的晶体体积被具有半径(1.3-1.9)A的金属原子轨道占据,而氧离子起到受体的作用,其减少这些轨道的占据(金属的“间接”稀释)。金属的“直接”稀释发生在化学计量矩阵中。当r 02-~0.56 A时,在六方晶系Ag_3Pb_2H_2O_6中出现了直径为3.6 A的沿c轴取向的孔道。通道中充满了原子直径为2.6埃、分子浓度n_B = 25.6 × 10^20 cm^-3的Ag 2分子链。当电子有效质量m ~*=7.5m_e时,计算了玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)温度T_cB ~ 400 K。在Na的NH3和WO 3溶液中也形成了三维网状结构的Na 2链(分别为n_B=4.71 × 10^20 cm^-3; T_c sim 180 K; m*= 5.0 m_e和n_B=4.74 × 10^20 cm^-3; T_c sim 91 K; m*= 10 m_e)。NH_3和WO_3中Ag_2和Na_2链参数的大小相近,说…
2005-05-30 cond-mat.supr-con
p-wave superconductivity induced by nearest-neighbor attraction in the square-lattice extended Hubbard model
本研究通过约束路径量子蒙特卡罗方法研究正方晶格扩展Hubbard模型,发现近邻电子吸引可诱导并拓宽p波超导区域,揭示其与d波超导、自旋密度波的关联及动量空间特性,为铜基材料实现p波超导提供机制。
2025-01-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Driven-dissipative superconductivity in moiré heterostructure without attraction
Joint Quantum Institute, University of Maryland(马里兰大学联合量子研究所);ICFO-Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology(巴塞罗那科技大学光子科学研究所);Institute of Quantum Electronics, ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院量子电子学研究所);Institute for Theoretical Physics, University of Cologne(科隆大学理论物理研究所)
研究提出驱动耗散协议制备二维莫尔异质结构的超导稳态,利用层自由度作赝自旋,通过光诱导操作实现配对,该方案需局部耗散,源于弱色散玻色子模式,揭示了稳态配对与瞬态超辐射联系,是制备超导性的有前景平台。
2026-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hole pairing from attraction of opposite chirality spin vortices: Non-BCS superconductivity in Underdoped Cuprates
在t-J模型的规范方法,我们提出了一个新的,非BCS机制的欠掺杂铜氧化物的超导性。我们实现了无双重占用约束(半离子)奴隶粒子形式主义。掺杂剂产生了一个漩涡状的量子畸变的AF背景中心的空网站,与相反的手征的核心上的两个Néel子晶格。空的位置被描述为无自旋的费米子holon和两个相对的Néel子晶格上的自旋涡旋之间的长程吸引力是holon配对力,最终导致SC。自旋涨落被描述为玻色子自旋涡旋上的散射产生的间隙。由于占据约束,合子和自旋之间存在规范吸引,将它们束缚在一个物理洞中。通过规范相互作用,自旋涡旋吸引诱导自旋单重态RVB对的形成,减小了自旋能隙。降低T,有两个交叉作为SC过渡的前兆:在较高的一个出现的气体的holon对,减少了空穴光谱的权重,而在较低的一个气体的自旋对也出现了,引起了气体的不相干预形成的空穴对与等离子体相的磁涡,支持能斯特信号。在甚至更低的T的空穴对变得相干和SC出现超过临界掺杂。所提出的SC机制不是BCS型的,因为它涉及动能的增益(自旋能隙的降低),并且它“几乎”是经典的3D XY型的。由于自旋能隙和holon配对都来自t-J模型的从粒子表示中的同一项,这种方法结合了AF和SC之间的强烈相互作用,从而产生了Tc和共振模式能量之间的普遍关系,正如在中子散射实验中所观察到的那样。
2011-05-25 cond-mat.supr-con hep-th
Non-damped Acoustic Plasmon and Superconductivity in Single Wall Carbon Nanotubes
我们发现,非阻尼声等离子体存在于单壁碳纳米管(SWCNT),并提出非阻尼声等离子体可能介导的电子-电子吸引力,并导致超导电性的单壁碳纳米管。用该机制得到的单壁碳纳米管(3,3)的超导转变温度Tc与最近的实验结果(Z. K. Tang等人,Science 292,2462(2001))。我们还表明,通过掺杂SWCNT(5,5)可以获得高达99 K的更高Tc。
2001-08-09 cond-mat.supr-con
When Repulsion Creates Pairing: A New Perspective on Unconventional Superconductivity
Laboratoire Charles Coulomb UMR 5221 CNRS-Université de Montpellier(夏尔·库隆实验室);CNRS(法国国家科学研究中心);Université de Montpellier(蒙彼利埃大学)
研究在多体相互作用和谷势场中,虽有排斥库仑定律和泡利统计,但电子或空穴间仍可能产生吸引。提出适用于铜酸盐的形式体系,受BCS理论启发得出温度 - 掺杂相图的预测。
2026-07-07 cond-mat.supr-con
The BCS-BEC crossover and superconductivity in a lattice fermion model with hard core repulsion
我们在格点费米子模型(扩展的哈伯德模型)的框架下考虑了T=0时的BCS-BEC交叉。我们分析了具有扩展的s波对对称性的三维系统中的在位硬核排斥($U=\infty$)和位间吸引($W<0$)的情况。分析了密度驱动和吸引强度驱动的交叉机制。我们得到了它的基态相图。所分析的物理量有:化学势、序参量、相干长度和凝聚态粒子的分数。
2008-08-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in dilute SrTiO$_3$: a review
掺杂的SrTiO $_3$是显示超导性的最稀的块体系统之一,可能是非常规超导体的第一个例子,因为它不符合标准的BCS范例。五十多年的研究揭示了丰富的温度-载流子浓度相图,展示了超导圆顶,接近假定的量子临界点,Lifshitz跃迁,多能隙配对状态和不寻常的正常态输运特性。研究也已经扩展到了体SrTiO $_3$之外,开创了SrTiO $_3$基异质结构的新领域。由于这些主题中的许多主题在当代感兴趣的其他量子材料中也具有特色,因此近年来人们对SrTiO $_3$重新产生了兴趣。在这里,我们回顾的挑战和最近的进展,阐明该模型系统的超导态。同时,它的极端稀释需要重新审视几个近似,这些近似构成了成功的Migdal-Eliashberg描述的电子-声子超导性,包括通过Tolmachev-Anderson-Morel机制抑制库仑排斥,它为替代配对机制开辟了有趣的路线,其适用性仍在争论中。例如,涉及纵向光学声子的配对机制必须克服配对相互作用的反绝热性质所产生的障碍,而依赖于与初始铁电性相关的软横向光学声子的机制则面临与电子-声子耦合性质相关的挑战。还讨论了由等离子体介导的配对或由缺陷促进的配对的建议。我们完成调查现有的证据多带超导性和概述有前途的方向,可以潜在地揭示新的光在SrTiO $_3$的超导性丰富的问题。
2020-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interplay and competition between superconductivity and charge orderings in the zero-bandwidth limit of the extended Hubbard model with pair hopping and on-site attraction
我们提出了一个有效的模型的研究,这是一个简单的推广的标准模型的本地对超导体与现场配对(即,格点上硬核玻色子的模型)到有限对束缚能的情况。紧束缚哈密顿量由(i)有效的在位相互作用U,(ii)最近邻位之间的位间密度-密度相互作用W,和(iii)位间电荷交换项I组成,决定了最近邻位之间电子对的跳跃。在相图和热力学性质的分析中,我们在平均场近似下处理了位间相互作用。我们对U 0的研究表明,根据相互作用参数的不同,系统可以呈现出三个均匀相:超导相(SS)、电荷有序相(CO)和无序相(NO)以及相分离的SS-CO态.<0 and W>
2013-03-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity from domain wall fluctuations in sliding ferroelectrics
研究二维范德华材料双层结构中的滑动铁电性,发现铁电畴壁涨落通过软层间剪切声子介导电子间强吸引作用,可能解释双层Td-MoTe2及莫尔双层中的超导现象。
2024-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of superconductivity due to Ngai's mechanism in lightly doped SrTiO3
我们发展了低密度钛酸锶中由于电子密度与软横光学声子的二次耦合而产生的超导配对理论。它导致电子之间的静态吸引势,其衰减长度与软光学带隙成反比。当电子密度较低时,电子间的吸引力是局域的,得到了相变温度Tc,计算了低掺杂时Tc(n)的变化规律,与实验数据符合较好。接下来,我们表明,抑制Tc的静水压力和强烈增加的Tc由于同位素取代在我们的理论解释。
2021-07-03 cond-mat.supr-con
Spin-Triplet Pairing Induced by Near-Neighbor Attraction in the Cuprate Chain
在量子材料中,电子相互作用和电子-声子耦合通常是两个基本成分,它们的组合影响可以驱动奇异相。最近,在一维铜氧化物链Ba $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_{3+δ}$中发现了由声子介导的强电子-电子吸引.然而,目前还不清楚这种强大的近邻吸引力$V$如何影响化合物中的超导配对。在这里,我们进行精确的多体计算,研究扩展的哈伯德模型与现场库仑排斥$U>0$和吸引力$V<0$,很好地描述了铜酸盐链和其他类似的过渡金属材料的强关联和晶格效应。我们发现一个丰富的量子相图包含一个有趣的Tomonaga-Luttinger液相-除了自旋密度波和各种相分离相-可以主机占主导地位的自旋三重态配对相关性和发散的极化率。掺杂后,自旋三重态超导机制在参数空间上可以进一步拓宽,并扩展到更大的$U$,为在实际铜酸盐链中实现$p$波超导提供了一种可行的机制.
2021-11-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phonon-mediated electron attraction in SrTiO$_3$ via the generalized Fröhlich and deformation potential mechanisms
本文构建纳入动力学晶格屏蔽的理论框架并结合第一性原理计算,证明广义Fröhlich机制及源于Ti-O键混合特征的形变势机制可在SrTiO$_3$中产生电子吸引与超导性。
2025-05-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity of disordered Dirac fermions in graphene
采用空间非均匀自洽Bogoliubov-de Gennes(BdG)方法,数值研究了具有现场Hubbard吸引相互作用U的石墨烯蜂窝晶格的超导性和无序性之间的相互作用.在没有无序的情况下,在电荷中性处有两个相。低于临界值Uc的吸引力相互作用有狄拉克半金属相,并在它上面有超导相。我们在系统中加入标量势无序,同时平均保持电荷中性。BdG方程的数值解表明,在强吸引区(U > Uc),无序通常具有抑制超导电性的作用,而在弱吸引区(U < Uc),弱无序增强超导电性。在弱吸引机制中,太强的无序最终会抑制超导性,即,存在使临界温度Tc最大化的最佳无序强度。我们的数值结果还表明,在弱无序制度,介观不均匀性增强超导性显着超过空间均匀的平均场论a` la Abrikosov-Gorkov的预测。在这种情况下,超导性由罕见的相位相干超导岛组成。我们还研究了无序和介观不均匀性对超导邻近效应的增强,并获得了典型的隧穿态密度和超流磁化率的空间图,这些图可以直接与石墨烯中邻近诱导超导的扫描隧道显微镜(STM)实验进行比较。
2014-07-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Enhanced superconductivity through virtual tunneling in Bernal bilayer graphene coupled to WSe$_2$
受最近的实验[arXiv:2205.05087]的启发,我们研究了由于接近WSe $_2$单层而增强空穴掺杂Bernal双层石墨烯中的超导性的可能机制。我们发现,WSe $_2$和Bernal双层石墨烯之间的虚隧穿,这是已知的诱导伊辛自旋轨道耦合,可以产生额外的吸引力之间的两个空穴,提供了一个潜在的解释,为提高Bernal双层石墨烯的超导性。使用微观层间隧穿,我们推导出伊辛自旋轨道耦合和有效吸引力的函数之间的扭曲角Bernal双层石墨烯和WSe $_2$单层。我们的理论提供了一个直观的和物理的解释伊辛自旋轨道耦合和超导增强之间的交织关系,这应该激励未来的研究。
2022-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A superconductor with 4-fermion attraction perturbed by magnetic impurities
本文对Maenkowiak和Tarasewicz提出的具有4-费米子吸引的超导体的哈密顿量进行了修正,在哈密顿量中加入了导电费米子与自旋为1/2的磁性杂质之间的长程磁相互作用$V$。$V$具有简化的s-d相互作用的形式。系统的自由能量密度$f(H,β)$的上限和下限推导和两个边界合并的热力学极限。由此产生的平均场方程的间隙$Δ$和一个参数$y$,表征杂质子系统的解决方案,并找到最小化$f$的磁耦合常数$g$和杂质浓度的各种值。系统的相图被描述为五个不同的相:正常相、未扰动超导相、在激发谱中具有非零能隙的扰动超导相、扰动无能隙超导相和具有完全抑制的超导性的杂质相。
2008-03-19 cond-mat.supr-con
Effects of longer-range interactions on unconventional superconductivity
分析了电子-电子排斥的非零范围对非常规超导机制的影响。我们提出了渐近精确的弱耦合结果的稀释电子在连续和二维扩展的Hubbard模型,以及密度矩阵重整化群的结果为两个腿的扩展哈伯德模型在中间耦合,和近似结果的情况下,现实屏蔽库仑相互作用。我们发现,$T_c$一般被抑制在一些配对通道的较长范围的相互作用的强度增加,但超导性没有被破坏。我们的结果证实了电子-电子相互作用可以导致非常规的超导电性在物理现实的情况下。
2011-11-13 cond-mat.supr-con
Kinetic energy driven superconductivity and pseugogap phase in weakly doped antiferromagnets
我们导出了弱掺杂反铁磁体中自旋极化子形成的有效哈密顿量,并证明了系统在有限掺杂时变为超导。我们认为,产生超导电性的驱动机制是通过形成可移动的反铁磁自旋双极化子来降低动能。如果反铁磁关联长度大于形成极化子的半径,那么空穴之间的吸引源就定义为有效的。尽管在具有长程序的未掺杂系统中,吸引力最强,但当掺杂参数减小时,超导序参量消失,这应归因于自旋极化子带空化,接近莫特绝缘体相。由于假设的费米子低密度气体的正常相位对束缚空穴对的形成是不稳定的,因此低能激发的强度被抑制,并且在欠掺杂区域中形成赝能隙。
2002-09-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in a semiconductor doped with the resonance negative U-centers
本文研究了共振负U中心掺杂半导体对超导转变温度的影响,发现电子吸引提升转变温度而共振散射与杂化降低转变温度,并指出在无电子-声子耦合且低浓度下超导转变完全缺失。
2025-04-26 cond-mat.other cond-mat.supr-con
$η$-pairing superfluid in periodically-driven fermionic Hubbard model with strong attraction
我们提出了一种新的可能性,动态改变配对的超导体从$s$波$η$配对(其中对凝聚在布里渊区角动量),通过驱动系统与交流场。我们考虑一个强耦合区域中的引力驱动的哈伯德模型,并证明了在Floquet形式中有效哈密顿量中的对跳跃项和对排斥项在这两项之间以不同的方式被剧烈地重整化,这可以将基态从$s$波超导转变为$η$对超导或电荷有序相.虽然在孤立系,如冷原子一个简单的淬火计划将不会实现动态相变到$η$配对,我们表明,有实现动态过渡的途径,其中通过电荷有序相作为中间状态的场振幅是不同的。
2016-11-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
How the electron-phonon coupling mechanism work in metal superconductor
某些金属在低温下的超导性是由电子-声子耦合机制引起的。这种机制使得两个可移动的电子能够有效地吸引在一起,甚至形成一种配对系统(称为库珀对),从而在物理上负责超导性。但是,是否有可能通过与电动力学的类比,将电子-声子耦合描述为一种依赖于磁导率的吸引力?实际上,这将有助于我们探索一个更可操作的库珀对形成的量子模型。特别地,通过对库珀对的量子态的计算,所探索的模型可以对金属超导体的基本性质提供更明确的解释,并回答:1)金属超导体的转变温度是如何确定的?2)哪些金属可以在低温下实现超导转变?
2017-09-03 cond-mat.supr-con
Thermodynamics of Crossover from Weak- to Strong-Coupling Superconductivity
本文研究了具有$ δ$ -函数吸引的电子气从弱耦合(BCS型)超导过渡到强耦合(玻色型)超导时的低温热力学量的三维和二维演化。
2001-05-23 cond-mat.supr-con hep-ph
Superconductivity in Engineered Two-Dimensional Electron Gases
本文研究了具有费米动量$k_{FL} > k_{FS}$的两个占据子带的两个金属平面之间的窄阱中的二维电子气的超导电性的Kohn-Luttinger机制。微扰分析的基础上,我们得出结论,非s波超导出现时,即使带是抛物线。我们分析了最大化$T_c$的条件,作为到金属平面的距离的函数,比率$k_{FL}/k_{FS}$和$r_s$,它测量库仑相关的强度。最大的吸引力在p波和d波通道中,其中p波通常是最强的。对于$r_s = O(1)$,我们估计无量纲耦合$λ\approx 10^{-1}$,但对于更大的$r_s$,它可能继续增加(我们失去理论控制)。
2017-09-13 cond-mat.supr-con
Microscopic mechanism of high-temperature superconductivity revealed by ab initio studies on hole-doped multilayer cuprates HgBa$_2$Ca$_2$Cu$_3$O$_8$ under pressure
Sophia University(上智大学);The University of Tokyo(东京大学)
通过变分求解器结合神经网络求解HgBa2Ca2Cu3O8的从头算哈密顿量,发现高压下Tc提升源于电子跳跃增强、局域库仑排斥减弱及非局域库仑排斥大幅降低,并揭示配对机制为局域吸引势,源于强局域排斥的“排斥减弱吸引”。
2026-08-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Kohn-Luttinger Superconductivity in Twisted Bilayer Graphene
我们表明,最近观察到的超导性在扭曲的双层石墨烯(TBG)可以解释为结果的Kohn-Luttinger(KL)的不稳定性,导致电子之间的有效吸引力与原来的排斥相互作用。通常,KL不稳定性发生在极低的能量标度,但在TBG中,随着魔角的接近,电子光谱中的van Hove奇点(vHS)发生加倍和随后的强耦合,导致最高价带(VB)中的扩展鞍点,属于不同谷的状态之间几乎完美的嵌套。在奇宇称的$p$ -波通道中,高度各向异性的屏蔽在费米线的两个不相交的补丁的交换下引起有效吸引。我们还预测的外观的自旋密度波(SDW)的不稳定性,相邻的超导相,和开放的电子光谱中的间隙从凝聚的自旋与波矢量对应的嵌套矢量接近vHS。
2019-01-09 cond-mat.mes-hall 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
Quantum magnetism and topological superconductivity in Yu-Shiba-Rusinov chains
超导体上的磁性吸附原子链被认为是实现Majorana终态的有希望的系统。在这里,我们表明,稀Yu-Shiba-Rusinov(YSR)链也是一个通用的平台,量子磁性和相关的电子动力学,具有广泛的可调自旋值和耦合。针对亚能隙激发,我们导出了稀量子YSR链的扩展$t-J$模型,并用它研究了相图和隧穿谱。我们探讨了量子磁性的拓扑超导相的形成的影响,对比现有的模型假设经典的自旋纹理。
2021-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gapless superconductivity from extremely dilute magnetic disorder in 2H-NbSe2-xSx
Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学);Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所);University of Wisconsin–Milwaukee(威斯康星大学密尔沃基分校);Universidad de Valencia(瓦伦西亚大学);University of Twente(特温特大学);Centro Atómico Bariloche, CNEA(巴里洛切原子能中心);Donostia International Physics Center(圣塞巴斯蒂安国际物理中心)
研究发现极稀磁性杂质在2H-NbSe2-xSx中诱导无隙超导性,揭示了能带结构对杂质响应的重要性。
2025-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Superconductivity and bosonic fluid emerging from Moiré flat bands
虽然谷间吸引由声子或拓扑涨落介导的证据正在积累,但平带量子莫尔材料中超导性的起源仍然是一个悬而未决的问题。在这里,而不是试图查明超导电性的起源,我们的目标是确定的普遍性质的莫尔平坦带,将出现在存在谷间的吸引力。我们表明,通过匹配的相互作用强度的谷间吸引与谷内排斥,平带极限变得完全可解。远离平带极限,系统可以通过量子蒙特卡罗(QMC)方法模拟,没有符号问题的任何填充。结合解析解与大规模的数值模拟,我们表明,温度升高时,超导相融化成玻色子流体的库珀对与大/发散压缩。相反,平带吸引力的哈伯德模型,类似的效果只出现在现场的相互作用,我们的研究表明,这种物理是一个普遍的性质的莫尔平带,无论微观细节,如相互作用和/或自旋oribt耦合的范围。在更高的温度下,玻色子流体相让位给伪能隙相,其中一些库珀对被热涨落撕裂,导致能隙内的费米子态密度。不同于超导转变温度,这是非常敏感的掺杂和扭曲的角度,玻色子流体相和赝间隙相的间隙和温度标度被发现是几乎独立的掺杂水平和/或平带带宽。这些阶段与实验发现的平带量子莫尔材料的相关性进行了讨论。
2022-11-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con