An attempt to settle the one-component versus two-component debate in Cuprate high-$T_c$ superconductors
Physical Research Laboratory(物理研究实验室)
针对铜氧化物高温超导体电子结构的单双组分之争,研究通过分析窄d带电子双重特性提出半经典模型,在单组分框架下定量解释了$La_{2-x}Sr_xCuO_4$的氧NMR位移数据,支持单组分观点。
2019-06-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dynamic Formation of Metastable Intermediate State Patterns in Type-I Superconductors
I型超导铅(Pb)的中间态结构对外加磁场的斜坡率非常敏感。所得到的静态图案的配置敏感地依赖于试样的形状。特别是,几何障碍,目前在具有矩形横截面的样品中,起着重要的作用,在确定不同的拓扑结构的相位之间的尖锐的边界。我们提出,看似层流(条纹)模式获得的快速场斜坡的结果是简单的快速移动的通量管留下的印记。我们的研究结果证实,磁通管相是拓扑有利的。
2008-06-14 cond-mat.supr-con
On temperature versus doping phase diagram of high critiical temperature superconductors
本文试图描述高$T_{c}$超导体的临界温度与载流子密度的钟形关系。它的线性增加,在该区域的小密度(欠掺杂制度),提出解释的作用,序参量相二维波动,在这个密度增长变得更少。大载流子密度区域(过掺杂区域)的临界温度抑制与长波玻色子的基本阻尼的出现(由于掺杂)有关,长波玻色子在所提出的模型的框架中定义了间接干涉费米子吸引的机制。
1998-03-02 cond-mat.supr-con
Perspectives of superconducting MgB2 for microwave applications
我们讨论了硼化物超导体MgB 2的温度,频率和功率依赖的表面电阻的无源微波器件的可能应用。将文献中可用的数据与代表经典和铜酸盐超导体的多晶Nb 3Sn和外延YBa 2Cu 3 O 7-x的结果进行比较。MgB 2显示了所有使超导体对高性能器件具有吸引力的特定特征,尽管制造技术尚未成熟。我们试图确定有前途的应用领域,以及材料要求,这可能会进一步促进新的超导体在这一领域的吸引力。
2002-07-09 cond-mat.supr-con
Attempt to describe phase slips by means of an adiabatic approximation
在描述远低于超导体临界温度的非平衡态时,需要用到Keldysh-Usadel方法(KUT)。然而,非平稳KUT尚未被应用于现实电路。此外,固定KUT已被应用在时间独立性不能保证的情况下。作为对这一过程的可验证性检查,我们求助于一个玩具模型(金斯堡-朗道模型),在涉及非常缓慢的进化的情况下。我们发现,即使在这些情况下,忽略时间变化的显式影响,导致不准确的,甚至定性错误的相位滑移的描述。
2022-10-15 cond-mat.supr-con
Divergent nematic susceptibility in an iron arsenide superconductor
在连续相变的朗道范式中,物质的有序状态以对称性破缺为特征。虽然对称性破缺通常是明显的,但由于不同的序参量之间的耦合,确定相变背后的驱动力往往是一个更微妙的问题。在本文中,我们展示了如何测量的发散磁化率的铁磷属元素化物超导体明确区分一个简单的铁弹变形的电子的超导相变。这些测量还揭示了在具有最佳超导转变温度的组分处的电子双量子相变。
2012-03-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Universal properties of cuprate superconductors
为了理解铜氧化物超导体的经验相关性和相图中出现的普遍性质,我们引用了有限温度和量子临界现象的标度理论。这些普适特征可追溯到量子临界线的存在,量子临界线代表有限温度过渡面的端点线。在相应的量子临界线处,发生2D超导体到绝缘体(2D-QSI)的转变和3D超导体到正常态(3D-QSN)的转变。通过掺杂、取代和各向异性来调整到该量子临界点的流动。结果表明,Tc与掺杂浓度、替代浓度、零温面内穿透深度等的经验关系式,反映了与这些量子临界点的流动以及从一个到另一个的交叉相关的普遍性质。详细描述2D-QSI和3D-QSN临界性的流动对于试图解决这些材料中超导性难题的微观理论来说是一个挑战。
2002-10-22 cond-mat.supr-con
Anomalous broadening of specific heat jump at Tc in high-entropy-alloy-type superconductor TrZr2
高熵合金型(HEA型)超导体是一类新的高度无序超导体。因此,在HEA型超导体中发现全新的超导特性将为研究结构无序与超导电性的关系开辟新的途径。本文报道了在不同混合熵(ΔSmix)下,过渡金属锆化物(TrZr 2)在超导转变温度(Tc)附近比热跃变的显著展宽.随着ΔSmix的增加,比热中看到的超导转变变得更宽,而磁化中看到的超导转变通常是尖锐的。因此,比热跃变的加宽可能与体超导态出现后库珀对形成的微观不均匀性有关。
2021-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Competition between anisotropy and superconductivity in organic and cuprate superconductors
我们分析了零温度穿透深度$λ_{c}(0) $和相应的正常状态直流电导率$σ_{c}^{DC}$之间的经验相关性,测量略高于转变温度$T_{c}$,在不同类别的准二维超导体,包括铜酸盐和有机物。为此,我们援引量子和有限温度临界现象的标度理论。重要的影响是:在有机和铜酸盐超导体的超导性是一个真正的三维(3D)现象。各向异性和超导性之间的竞争甚至在基态也破坏了二维极限下的超导性。这些数据揭示了量子临界的流程,包括2D量子超导体到绝缘体(2D-QSI)和3D量子超导体到正常态(3D-QSN)的转变。这个流程给出了一个清晰的视角,量子涨落是必不可少的,平均场治疗失败的制度。因此,详细说明从平均场到2D-QSI临界的有机物和从2D-QSI到3D-QSN临界点的交叉在铜酸盐中的流动是试图解决这些材料中超导性难题的微观理论的挑战。
2002-05-15 cond-mat.supr-con
Interplay of magnetic and structural transitions in Fe-based pnictide superconductors
采用Ginzburg-Landau方法研究了铁基磷属元素化物超导体的结构和磁性相变之间的相互作用。我们表明,相应的序参量之间的磁弹性耦合是在这些系统的相图中观察到的显着特征。这自然解释了在某些情况下观察到的转变温度的重合以及转变的特征(一阶或二阶)。我们还表明,磁致弹性耦合是决定磁有序的共线性的关键成分,我们提出了一个实验标准,以区分纯弹性从自旋驱动的结构转变。
2010-05-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
In-situ growth of superconducting NdFeAs(O,F) thin films by Molecular Beam Epitaxy
最近发现的掺F的高温超导体LaFeAsO及其相关化合物是除铜酸盐之外具有最高转变温度(Tc)的一类新的超导体。世界范围内正在进行的研究表明,这些铁基超导体正在形成一类独特的材料,从应用的角度来看,这是非常有趣的。为了开发铁基超导体在器件应用中的高潜力,建立一种能够生长高质量薄膜的工艺是必不可少的。薄膜制备的努力在铁基超导体发现后不久就开始了,但早期的尝试都没有成功地原位生长LnFeAs(O,F)(Ln=镧系元素)的超导膜,其在铁基超导体中迄今为止表现出最高的Tc。在这里,我们报告的成功生长的NdFeAs(O,F)的薄膜在GaAs衬底上,这表明定义良好的超导转变高达48 K,而不需要一个异位热处理。
2010-05-03 cond-mat.supr-con
Superconductor relaxation -- A must to be integrated into stability calculations
超导体如果不发生失超,它就是稳定的。失超是一个短时物理问题。为了更深入地理解以及如何避免失超,必须分析稳定性背后的物理学。重新考虑了以前提出的动态弛豫模型,并将其应用于YBaCuO 123和BSCCO 2223高温薄膜超导体。平行于这项调查,一个非常规的方法,使用电阻网络(一个细胞模型),介绍了一种方法,如何估计的程度,在电阻测量,超导体的临界温度的准确测定是可能的。当考虑其数值收敛行为时,该电阻单元模型在侧面结果中可以提供电阻率对温度曲线的弯曲的替代解释(至少是对电阻率对温度曲线的弯曲的贡献),并且可能还提供对热波动对这些曲线的影响的标准解释的替代。动态弛豫和电阻模型提供了一个括号,相关的金-朗道序参量,(i)超导体稳定性问题的解决方案(本文的主要目标),与尝试性的解释(ii)弯曲的电阻率曲线附近的临界温度和(iii)从热波动的预测。
2022-11-06 cond-mat.supr-con
Search for the existence of circulating currents in high-$T_c$ superconductors using the polarized neutron scattering technique
本文综述了利用极化中子散射技术揭示高温超导体中存在长程有序态的实验尝试,这种长程有序态的特征是自发出现电流回路。我们特别注意我们最近的结果(B)。Fauqué { \it等人},{ \it Phys. Rev. Lett.} { \bf 96},197001(2006)),到目前为止,只能通过C.M.瓦尔玛
2006-10-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Scanning tunneling spectroscopy of high-temperature superconductors
在经典超导体中,超导体的微观理论在实验验证中起着核心作用。最初试图将同样的方法应用于高温超导体,却因与这些材料的复杂性有关的各种问题而受阻。使用扫描隧道显微镜/光谱(STM/STS)对这些化合物允许克服的主要困难。这一成功促使科学界迅速将这项技术应用于高温超导体。本文回顾了在过去十年中获得的实验亮点。我们首先回顾关键的努力,以获得控制的技术,并获得可重复的结果。然后,我们讨论了STM/STS技术如何有助于研究高温超导体的一些最不寻常和最显着的性质:不寻常的大间隙值和不与临界温度标度;赝间隙及其与超导性的关系;前所未有的小尺寸的涡旋核心及其对涡旋物质的影响;意想不到的电子性质的涡旋核心;原子分辨率和光谱学的结合导致在超导和赝能隙态以及涡核中观察到周期性的局部态密度调制。
2006-10-24 cond-mat.supr-con
Electronic structure reconstruction: the driving force behind the magnetic and structural transitions in NaFeAs
用角分辨光电子能谱研究了高质量NaFeAs单晶的电子结构。能带结构的大部分开始在结构转变温度附近移动,并且随着温度降低通过自旋密度波转变而平滑地演变。此外,由于磁有序的能带折叠出现在结构转变。我们的观察提供了直接的证据,结构和磁性转变共享相同的起源,都是由电子结构重构驱动的铁基超导体,而不是费米表面嵌套。
2010-01-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hole-Doped Cuprate High Temperature Superconductors
空穴掺杂铜氧化物高温超导体开创了高温超导的新纪元,并一直处于高温超导领域的中心。人们进行了广泛的研究,发现了许多化合物,汇编了大量的数据,提出了许多模型,撰写了许多评论文章,并制作和测试了各种原型设备,其性能优于非超导设备。这个领域确实很广阔。因此,我们决定把重点放在奠定了HTS科学和技术基础的主要铜酸盐材料系统上,并提出几个简单的标度律,这些标度律在这些材料系统的复杂性中显示出系统和普遍的简单性,同时将对HTS物理和设备感兴趣的读者介绍给评论文章。该领域的发展主要是按时间顺序呈现的,有时还有轶事,试图与读者,特别是年轻人分享HTS历史上的一些兴奋和绝望的时刻。
2015-02-16 cond-mat.supr-con
Isotope effects in high-Tc cuprate superconductors: Ultimate proof for bipolaron theory of superconductivity
铜氧化物高温超导理论的发展是物理学中的突出问题之一。发现25年后,尽管在理论和实验上做出了巨大的努力,但仍然没有就微观理论达成共识。试图理解这个问题是阻碍了一些机制之间的微妙的相互作用,并在这些系统中存在几个几乎退化和竞争的阶段。在这里,我们提供了统一的无参数的解释所观察到的氧同位素效应的临界温度,磁场穿透深度,和正常状态的赝隙欠掺杂的铜氧化物超导体的双极化子理论的框架内兼容的强库仑和Froehlich相互作用,并与许多其他独立的意见,在这些高度极化的掺杂绝缘体。值得注意的是,我们还定量地解释测得的临界温度和磁场穿透深度的大小。因此,目前的工作代表了高温超导的双极化子理论的最终证明,其中考虑到基本的库仑和电子-声子相互作用。
2011-05-16 cond-mat.supr-con
Broken time-reversal symmetry in cubic skutterudite-like superconductor Y$_3$Ru$_4$Ge$_{13}$
本研究通过μSR测量发现立方类方钴矿超导体Y₃Ru₄Ge₁₃基态存在时间反演对称性破缺,证实其超导能隙完全打开,指出电子关联效应而非自旋轨道耦合是该对称性破缺的潜在关键因素。
2023-08-29 cond-mat.supr-con
Magnetic field-dependent inhomogeneities and their effect on the magnetoresponse of 2D superconductors
我们表明,在库珀对的空间分布的不均匀性和在一个超导正常态转变(SNT)在两个维度的附近的局部超导序参量的相位可以是高度敏感的垂直磁场。我们着重研究了轨道效应在无序二维超导薄膜中局域超流刚度和超导相无序的场依赖性中的作用。分析了在库仑阻塞、热位相涨落和Aharanov-Bohm位相无序主导的不同物理机制下,这些轨道效应的相对重要性。按照这种方法,我们得到明确的表达场的磁电阻和超流刚度附近的SNT的依赖性,并试图理解最近的一些实验结果。
2016-03-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Spin-polarized quasiparticle transport in cuprate superconductors
通过电流注入钙钛矿铁磁-绝缘体-超导体(F-I-S)异质结构,研究了超导YBa_2Cu_3 O_{7-δ}(YBCO)外延膜中自旋极化准粒子输运效应.将这些效应与简单准粒子注入钙钛矿非磁性金属-绝缘体-超导体(N-I-S)的对照样品进行了比较。系统地研究了临界电流密度随注入电流密度、温度和超导体厚度的变化关系,发现F-I-S和N-I-S异质结构之间存在着显著的差异,只有在F-I-S样品中,临界电流受到强烈的抑制,特征输运长度在超导转变温度附近迅速增加。F-I-S样品中注入效率的温度依赖性与N-I-S样品中的注入效率的温度依赖性也形成鲜明对比。从我们的研究估计的特征时间是暗示各向异性的自旋弛豫过程,可能与自旋轨道相互作用主导的c轴自旋运输和交换相互作用内的CuO 2平面。几个替代方案试图占F-I-S样品中的临界电流的抑制也严格审查,并发现既不符合实验数据,也不符合非平衡超导性的既定理论。
2002-06-14 cond-mat.supr-con
Non-equilibrium, time-dependent effective theory of a weakly coupled superconductor at finite temperature
我们执行一个定义良好的导数展开,以获得在有限温度下的BCS超导体的时间相关的有效理论,使用一个任意的曲线在复杂的时间平面。我们的扩展是唯一的,是免费的任何问题有关的顺序,其中的解析延拓和衍生的扩展,或等价的顺序,零动量和零能量的限制。换句话说,朗道阻尼项存在,但不会导致标准方法中发现的病理学。我们讨论的原因,这表明,这些标准的方法可能是内部不一致的。这里提出的方法是试图克服这些不一致,最后,我们的结果相比,在文献中的其他人。
1999-09-07 cond-mat.supr-con hep-ph
A Simple Model of Superconductors: Insights from Free Fermion and Boson Gases
本文提出将低于临界温度的超导体建模为传导电子费米气体与 Cooper pairs 玻色气体的混合物,通过计算 $2 r(T) / N$ 的温度依赖性,为探究高温超导机制及 Cooper pairs 相干性提供重要见解。
2024-11-13 cond-mat.supr-con hep-th quant-ph
Is Sr2RuO4 a Chiral P-Wave Superconductor?
许多兴奋围绕着锶的可能性,铼酸盐表现出手性p波超导秩序。这样的秩序将是He-3的A相的固态类似物,具有与量子计算相关的奇异物理学的潜力。我们需要一个关键的看看这种时间反演对称性破缺顺序的证据。综述了可能的超导序参量对称性和支持与反对手征p波序的证据,重点是最近的理论预测和实验观察。特别是,试图调和实验观察和理论预测的自发超电流预期在样品边缘和畴壁的手性p波超导体和极性克尔效应,一个关键的签名打破时间反演对称性,进行了讨论。
2009-02-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Metallic Hydrogen: A Liquid Superconductor?
金属氢有望展现出非凡的物理特性。在这项工作中特别感兴趣的是高温超导的可能性。将固相的超导临界温度与一定压力范围内的熔化温度的计算结果进行比较,会引出一个有趣的问题:处于超导状态的固体会熔化成液体,而液体仍然是超导体吗?本文研究了金属氢中液态超导的可能性。这是通过第一原理模拟完成的,并使用这些结果来求解Eliashberg方程。这些是在压力(和温度)条件下进行的,其中分子离解预计首先发生在固相中。在$386.8(4)$ - $783.7(4)$ GPa的压力范围内,$T_c$从$308(6)$增加到$372(2)$ K,最大不确定度为$10$ K;然后在$883.7(3)$ GPa时减少到$356(2)$ K。与固相的比较表明,尽管它们的超导性背后的物理学是不同的,但两相之间的临界温度没有显著变化。将这些值与最近氢相图中的结果进行仔细比较表明,它们高于熔化温度,固体将熔化为液态原子氢。因此,这项工作的结果(在这种情况下)表明,液态原子氢确实会以超导状态存在。它们还提供了寻找它的压力和温度条件。
2021-06-30 cond-mat.supr-con
A recipe for an effective selection of promising candidates for high-temperature superconductors among binary hydrides
针对二元氢化物超导体筛选效率低的问题,通过分析580余种化合物的数据,发现较重原子与氢原子质量比($M_X/M_H$)是筛选高临界温度候选者的关键指标,该比值越低临界温度越高,据此可显著提升资源利用效率并加速相关研究。
2024-09-24 cond-mat.supr-con
Thermal decoupling in high-$T_c$ cuprate superconductors
Seoul National University(首尔大学);Kyung Hee University(庆熙大学);University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学)
在非传统的高$T_c$铜氧化物超导体中,非遍历的坏金属和奇怪的金属状态之间复杂的相互作用仍然是个谜。在此,我们使用从头计算分子动力学模拟和温度相关的有效势方法解开这个谜。我们的调查,集中在YBa $_2$铜$_3$ O $_7$,提供了第一个模拟报告的$B_{1g}$声子异常,揭示热退耦引起的Ba原子和CuO $_2$平面之间的键弱化。在高$T_c$超导性的几个令人困惑的现象背后,这种退耦是一个关键的基础。我们的结果表明,在低温下,BaO平面上的有效温度偏离CuO $_2$平面上的有效温度。此外,我们描绘了热退耦和普朗克耗散之间的相关性,严格和定量地揭示了线性$T$电阻率,Uemura关系和超导圆顶之间的联系,这是已知的高$T_c$超导性的最重要的未解之谜。从热退耦的角度定量解释了铜酸盐的抑制同位素效应($\boldsymbolα$ $\approx$ 0.02)。我们的发现为高$T_c$超导性提供了一个革命性的视角,表明我们的理解有可能发生变革性的转变。此外,他们认为材料中低温层的自主出现有可能彻底改变工业热管理挑战。
2025-10-26 cond-mat.supr-con
Emergence of nanoscale inhomogeneity in the superconducting state of a homogeneously disordered conventional superconductor, NbN
非均匀超导态自发形成的概念是大多数试图理解强无序超导态的理论的核心。利用扫描隧道谱和高分辨率扫描透射电子显微镜,我们的实验表明,在强均匀无序和超导关联的竞争作用下,传统的超导体,NbN的超导态,自发地分离到域。跟踪这些域作为温度的函数,我们观察到,超导域持续跨越体超导转变,Tc,并消失接近赝能隙温度,T*,超导相关的签名从隧道谱和超流响应的系统消失。
2013-08-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Specific heat, magnetic susceptibility, resistivity and thermal expansion of the superconductor ZrB12
为了澄清相互矛盾的已发表的数据,我们报告了新的测量比热,电阻率,磁化率,和热膨胀率高达室温的6 K超导体ZrB 12,使用良好的表征单晶的剩余电阻率比>9。比热给出了超导能隙比的体结果2*delta(0)/(k_B*Tc)=3.7,并且排除了库珀对的多能隙和d波对称性。索末菲常数γ_n = 0.34 mJ K-2 gat-1,磁化率xsi = -2.1 x 10^-5,表明费米能级的态密度很低。德拜温度θ_D在1000-1200 K范围内,接近于零和室温,但在~35 K时下降~2倍。将比热和电阻率曲线反转,分别得到声子态密度F(ω)和光谱电子-声子散射函数α_tr^2 F(ω)的近似值。两者都揭示了一个15毫电子伏的模式,由于锆振动过大的B笼,这引起了电子-声子耦合。热膨胀系数进一步表明,这种模式是非谐的,而在Tc处的消失的小不连续性确立了单元体积相对于Tc接近最佳。
2005-02-25 cond-mat.supr-con
A New Physical Model of Pairing Mechanism in Superconductors: Could the Electron itself be treated as a Composite Particle to Achieve Room Temperature Superconductor?
本文提出超导体电子配对机制的新物理模型,假设电子为复合粒子以解释超导态自然配对,并指出直流零电阻与Josephson效应为例证,为实现室温超导提供新研究方向。
2024-02-15 cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Possible very high transition temperatures in the infinite-layer ACuO$ _{2} $ cuprate superconductor for A={Mg, Ca, Sr, Ba}: A DFT study
我们表明,从键价和的相关性,非常高的超导$ T_{c} $值应该发现在最佳的空穴掺杂的无限层ACuO $ _{2} $铜酸盐-高达160 K的A = Ba。整个系列中$ T_{c} $的预计增加来自A从Mg到Ba的“内压”效应。然后,我们使用密度泛函理论来研究这些压力对能带结构的影响,试图了解这种渐进增加$ T_{c} $。在这些材料已经合成,我们发现我们的计算结构参数和实验之间的良好协议。我们发现,与增加离子尺寸的内部压力确实提高了超导能隙,如观察到的,通过修改的电子色散。此外,在我们的计算中,压力改变的分散体独立于它是如何应用(内部或外部),使超导能隙与晶胞体积和费米表面形状参数描述的比例最近邻跳跃积分。我们推断的配对相互作用的1~eV的顺序,远高于磁能标度的能量标度。
2016-12-06 cond-mat.supr-con
Engineering second order topological superconductor hosting tunable Majorana corner modes in magnet/$d$-wave superconductor hybrid platform
本文提出磁体/$d$波超导体-QSHI混合平台,利用非共线自旋织构诱导可调MCM,并通过四极绕数、有效模型与边缘理论阐明二阶拓扑相及调控机制。
2025-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A correlation between energy gap, critical current density and relaxation of a superconductor
超导体和其他固体一样,不能从激发态瞬间弛豫到热力学平衡。在本文中,从热激励的松弛进行了研究,如吸收辐射后,或在导体运动,释放和转换的机械张力的热能。弛豫在有限的时间内进行,超导体温度越接近临界值,弛豫时间越长。多粒子系统的性质(如解释,通过类比核物理),基本的热力学考虑(温度唯一定义的唯一平衡条件下)和标准,多组分传热原理(固体传导加辐射薄膜)被用作工具来证明这一预期。因此,超导体的能隙、临界电流密度和临界温度与超导体电子系统的弛豫速率和弛豫时间密切相关。通过数值模拟,试图找到一个定量的相关性,这些性质的薄膜超导体。
2021-11-18 cond-mat.supr-con physics.comp-ph
Pressure-Induced $0-π$ Transitions and Supercurrent Crossover in Antiferromagnetic Weak Links
我们自洽地计算约瑟夫森电流在超导体-反铁磁-超导体结使用晶格模型,专注于$0-π$转变时发生的反铁磁区域的宽度从偶数到奇数的晶格位置的变化。以前的研究预测$0-π$过渡时,交替的偶数和奇数的网站足够强的反铁磁秩序。我们研究数值的阈值的大小发生这种情况,并解释其存在背后的物理学方面的相移回升的准粒子构成的反铁磁体中的超电流。此外,我们表明,这个阈值允许\textit{pressure-induced $0-π$ transitions}通过破坏费米表面的反铁磁嵌套特性,一种在铁磁约瑟夫森结中没有对应物的现象,{提供了一种新的方式来调谐约瑟夫森结的量子基态,而不需要多个样品。
2014-01-15 cond-mat.supr-con
Classifying hydrogen-rich superconductors
近室温超导的时代始于Drozdov等人的实验发现(2015 Nature 525 73),他们发现压缩的H3 S在Tc = 203 K时表现出超导转变。到目前为止,近室温超导性的记录与另一种富含氢的高度压缩化合物LaH 10(Somayazulu et al 2019 Phys. Rev. Lett. 122 027001),其临界温度Tc>240 K。在本文中,我们分析了LaH 10的上临界场Bc 2(T)数据(Drozdov等人,2019 Nature 569 528),并报告说,在所有考虑的情况下,这种化合物的Tc与费米温度之比Tf为0.009 < Tc/Tf < 0.038,这是非常规超导体的典型范围。为了扩展我们的发现,我们检查了钯-氢(PdHx)和钍-氢-氘(ThH-ThD)系统中超导体的实验Bc 2(T)数据,并惊讶地发现这两个系统中的超导体也属于非常规超导体带。考虑到H3 S具有0.012 < Tc/Tf < 0.039的比率(Talantsev 2019 Mod. Phys. Lett. B 33 1950 195),我们得出结论,在Uemura图中,迄今为止发现的所有富氢超导体,即,Th 4 H15-Th 4D 15、PdHx、H3 S和LaH 10(在这个列表中,我们不包括NbTiHx、PtHx、SiH 4和PH 3,因为它们在Tc之外的实验数据是未知的)与所…
2019-07-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermi-liquid nonadiabatic highly-compressed cesium iodide superconductor
实验发现压缩的氢化硫表现出超导转变温度Tc=203 K(Drozdov等人,2015 Nature 525 73),引发了对超导超导体的深入研究。然而,这一发现并不是对理论预测相的直接实验检验,而是对高度压缩物质中超导性的近50年的实验探索,这些物质从纯元素(氢,氧,硫,锂),铜酸盐和铋(SiH 4,YH 3和AlH 3)到半导体和离子盐。这些盐中的一种是碘化铯,CsI,其在P=115 GPa时转化为金属态,并且在P=180 GPa时,该化合物表现出超导转变温度Tc~2 K的开始(Escherts等,1998 Science 281 1333)。详细的第一性原理计算(Xu et al 2009 Phys Rev B 79 144110)表明,在Eliashberg超导理论中,CsI在压力P=180 GPa时应表现出Tc=0.03 K,这比观测值低两个数量级。为了理解这种差异的本质,我们分析了压缩CsI的温度依赖电阻,发现这种化合物是完美的费米液体金属,具有极高的德拜温度Td与费米能量Tf之比(~ 17)。这意味着直接利用Eliashberg理论对这种化合物是不正确的,因为该理论对Td/Tf << 1的比值有效。我们还发现,高压缩的CsI具有Tc/Tf = 0.04-0.07的比值,在Uemura图中属于非常规超导带。
2022-10-13 cond-mat.supr-con
Colossal thermomagnetic response in the exotic superconductor URu2Si2
当超导体被加热到其临界温度$T_c$以上时,宏观相干性消失,留下热波动的库珀对液滴。$T_c$上的超导涨落效应已经被研究了几十年,它对大多数超导体中的输运、热电和热力学量的影响已经被标准高斯涨落理论很好地理解。横向热电(能斯特)效应是特别敏感的波动,和大能斯特信号中发现的赝能隙制度的低掺杂高$T_c$铜酸盐引起了很多争论,其连接到超导电性的起源。本文报道了在重费米子超导体URu $_2$ Si $_2$中观测到的超导涨落引起的巨大能斯特信号。能斯特系数比超导涨落标准框架内的理论预期值提高了100万倍。这是第一次在任何已知的材料,结果在一个相当大的热磁品质因数接近统一。此外,与传统观点相反,能斯特信号的增强随着杂质散射率的降低而更加显著。这种反常的能斯特效应密切地反映了嵌入在所谓的URu $_2$ Si $_2$的隐序相中的极不寻常的超导态。结果调用可能的手征或贝里相位波动起源于该超导体的拓扑方面,这是与超导序参量的时间反演对称性破缺固有地诱导的有效磁场。
2014-11-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Double-Q spin-density wave in iron arsenide superconductors
阐明铁基超导体磁基态的性质对于揭示其高温超导性背后的机制至关重要。直到最近,人们还认为超导性只出现在斜方晶系的反铁磁条相,原则上可以用定域或巡回自旋来描述。然而,我们最近报道,四重对称性恢复内的磁有序状态的空穴掺杂的BaFe2As2。这一观测结果被解释为一种新的双Q磁结构的间接证据,但不能排除轨道顺序的替代模型。在这里,我们提出的穆斯堡尔谱数据,明确表明,一半的铁网站在这tetraxylase阶段是非磁性的,最终建立一个新的磁性基态的存在与非均匀的磁化,是不一致的本地化自旋。我们发现,这种状态自然地解释为两个自旋密度波之间的干扰,演示这些材料的磁性的巡回字符和磁性轨道自由度所发挥的主要作用。
2015-05-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A model of phase fluctuations in a lattice d-wave superconductor: application to the Cooper pair charge-density-wave in underdoped cuprates
基于高温超导体的QED 3有效理论,我们引入并研究了二维关联晶格d波超导体中的热涨落和量子相位涨落的XY型模型.该模型的一般特征和在该模型中获得的选定结果在前面以缩写形式报道(Z。Tesanovic,cond-mat/0405235)。该模型是面向描述不仅是长距离,但也中间lengthscale物理欠掺杂铜酸盐。特别是,我们阐明了动力学的起源和调查的库珀对电荷密度波(CPCDW),我们认为这是在最近的STM实验中发现的周期性电荷密度调制背后的状态的具体功能。我们说明了如何莫特-哈伯德半填充附近的相关性抑制超流密度和有利于不可压缩状态,打破平移对称性的原子晶格。我们展示了如何形成的CPCDW在这样一个强烈的量子涨落超导体可以理解为一个Abrikosov-Hofstadter问题的第二类双超导体,电子密度所发挥的作用的双重磁场。由此产生的Abrikosov晶格的双涡转化为周期性调制的Bogoliubov-deGennes间隙功能和电子密度。我们计算了各种Abrikosov-Hofstadter双涡旋阵列在单粒子局域隧穿态密度的详细签名。在x = 1/8掺杂处和附近,4x 4棋盘型调制图案自然地作为能量上有利的基态出现,并且产生与实验观察良好的一致性。
2005-01-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Role of the Extra-Fe in K2-xFe4+ySe5 superconductors
由于K2-xFe 4 + ySe 5在早期材料中的多相性,其超导相的确定至今尚未定论。为了解开这个谜团,我们对一组具有精确化学计量比K2-xFe 4 + xSe 5(x=0~0.3)的样品进行了系统的结构研究,这些样品在不同温度下进行了热处理。我们的调查,除了超导转变的测定,专注于详细的温度演变的结晶相使用高分辨率同步辐射X射线衍射。我们的结果表明,只有在足够高的温度下处理,然后淬火到室温的样品才出现超导电性。超导转变的体积分数强烈地依赖于所使用的退火温度。最引人注目的结果是观察到非超导母体化合物K_2Fe_4Se_5和超导K_2-xFe_4 + ySe_5样品之间的晶相的明显对比。X-射线衍射图案可以很好地索引的相位与I4/m对称性在所有温度下研究。然而,我们需要具有相似的I4/m对称性但不同参数的两相来最佳地拟合在低于Fe空位有序温度的温度下的数据。结果表明,K_2-xFe_(4 + y)Se_5的超导电性与Fe原子在4d空位上的占据密切相关。
2018-08-27 cond-mat.supr-con
Widefield imaging of superconductor vortices with electron spins in diamond
理解高$T_{c}$ II型超导体(SC)背后的机制仍然是凝聚态物理的一个开放性任务。进一步深入了解导致超导性的微观机制的一种方法是详细研究SC的磁性,例如通过研究涡旋的性质及其动力学。在这项工作中,我们描述了一种新的宽场成像磁测量方法,利用金刚石中的氮空位(NV)中心来成像钇钡铜氧化物(YBCO)薄膜中的涡旋。我们演示了定量测定的磁场强度的涡旋杂散场,观察不同的冷却场的涡旋图案和直接观察我们的无序YBCO薄膜的涡旋钉扎。这种方法打开了前景的磁杂散磁场的涡流成像的频率从DC到几兆赫在一个很宽的温度范围内,这使得高- $T_{C}$和低- $T_{C}$ SC的研究。NV中心磁强计允许的宽温度范围也使我们的方法适用于研究高温下的岛超导现象(例如金属纳米团簇)。
2018-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unabridged phase diagram for single-phased FeSexTe1-x thin films
一个完整的相图及其相应的物理性质是理解铁基超导机制的必要前提。对于结构上最简单的11(FeSeTe)系统,早期的尝试使用体样品已经无法做到这一点,由于制造困难。在这里,薄的FeSexTe 1-x薄膜的Se含量覆盖整个范围内,通过使用脉冲激光沉积方法制备。晶体结构分析表明,所有薄膜在室温下均保持四方晶系结构。值得注意的是,最高的超导转变温度(TC = 20 K)发生在新发现的域,0.6 - 0.8。全硒掺杂范围的单相超导圆顶是铁硫系超导体中的第一个。我们的研究结果为探索新的物理学和优化超导体提供了一条新的途径。
2014-12-02 cond-mat.supr-con
Identifying the dominant pairing interaction in high-$T_c$ FeSe superconductors through Leggett modes
重电子掺杂和单层FeSe在比体FeSe高得多的温度下超导。已经有一些建议试图解释增强的转变温度的起源,包括接近磁性,磁性和反铁轨道临界点,以及可能的强界面声子耦合的情况下,单层FeSe。在本文中,我们研究了在一个有效的两带模型的各种机制的效果。在我们的模型中,与这些不稳定性相关的波动有助于有效多带相互作用的不同部分。我们建议使用集体之间的相位波动带-Leggett模式-作为一种工具,以确定在这些系统中占主导地位的有效配对相互作用。Leggett模式可以通过光学探针如电子拉曼散射来分辨。我们指出,在这些系统中的Leggett模式,如果存在的话,将体现在拉曼$B_{1g}$通道。
2018-04-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic oscillations measure interlayer coupling in cuprate superconductors
YBCO高温超导体中的磁振荡在过去的十年中得到了广泛的研究,它由三个等距的低频组成,中心频率比它的两个肩部强几倍。这仍然是一个谜,尽管有无数的尝试来解释相应的小费米面口袋。此外,ARPES的数据表明,只有四个费米弧与双层分裂,并没有显示这样的小区域的费米表面的迹象。在这里,我们认为,在欠掺杂的双层高温超导体,特别是YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{6+δ}$中测量的磁振荡,提供了一个测量的面间电子耦合,而不是来自感生电荷密度波的费米表面的细晶粒重构的区域。这种识别是基于不同峰的相对强度,以及它们的角度依赖性,这指向一个有效的费米表面,大于振荡频率,并与ARPES的几个指示兼容。这种频率相对于来自费米表面的基频的优势对于强相关准二维电子系统是自然的,其中频率的非线性混合更能抵抗样本不均匀性。
2017-10-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Universal Cause of High-Tc Superconductivity and Anomalous Behavior of Heavy Fermion Metals
在高$T_c$超导体和重费米子(HF)金属中观察到的强关联液体的异常性质是由在它们的临界点发生的量子相变决定的。因此,这些转变和临界点的直接实验研究对于理解高$T_c$超导体和HF金属的物理至关重要。在高- $T_c$超导体的情况下,由于在低温下相应的临界点被超导性占据,因此不存在这种直接的实验研究。最近的HF金属行为的实验数据阐明了这些临界点的性质和相变的性质。我们指出,同时研究高$T_c$超导电性和HF金属的反常行为是至关重要的。我们的总体考虑表明,FCQPT和FCQPT附近和后面的新准粒子的出现是强关联物质,如高- $T_c$超导体和HF金属的显着特征。我们表明,高- $T_c$超导体和HF金属的主要性能和普遍行为可以理解的框架内提出这里的理论的基础上FCQPT。大量的实验证据支持高$T_c$超导体和HF金属中存在FCQPT。
2005-09-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theories of Low-Energy Quasi-Particle States in Disordered d-Wave Superconductors
无序d波超导体中低能准粒子激发的物理学是一个正在深入研究的课题。在过去十年中,对这一问题提出了各种不同的概念和方法。不幸的是,这些理论中的许多相互矛盾,目前的文献显示,即使是最基本的物理观测缺乏共识。采用一种以能量为导向的方法,本文试图找出以前的各种方法之间的分歧的根源,并发展一个连贯的理论描述弱无序d波超导体中实现的不同的低能区。我们表明,根据存在或不存在的时间反演不变性和杂质的微观性质,该系统属于四个不同的对称类之一。通过采用场论的形式主义,我们得到有效的描述,这些普遍制度的后代的一个共同的父场论的Wess-Zumino-Novikov-Witten型。以及描述每个普遍制度的属性,我们分析了一些物理相关的交叉方案,并讨论了以前的结果之间的分歧的原因。我们也触及d波超导体的现象学的其他方面,如准粒子局域化性质,自旋量子霍尔效应,和无序涡旋晶格的准粒子物理。
2002-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin Susceptibility in Underdoped $\bf YBa_2Cu_3O_{6+x}$
用极化和非极化中子散射方法研究了三种欠掺杂的\YBCO{6+x}高温超导体单晶:\YBCO{6.5}(Tc = 52 K),\YBCO{6.7}(Tc = 67 K)和\YBCO{6.85}(Tc = 87 K)的动态自旋磁化率随温度和掺杂的演化.这些数据的理论意义进行了讨论,并给出了最近的尝试与自旋激发的热力学高温超导体的批评。
2000-03-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Perspective on Conventional High-Temperature Superconductors at High Pressure: Methods and Materials
在兆巴压力下合成的两种富氢材料H $_3$ S和LaH $_{10}$,彻底改变了凝聚态物理领域,首次揭示了室温超导性百年难题的解决方案。在这些特殊的化合物中,超导电性的机制是传统的电子-声子耦合。在这里,我们描述了最近的进展,实验技术,超导理论和第一原理计算方法,使这些发现成为可能。这项工作的目的是提供一个最新的纲要,现有的结果超导体,并解释如何协同不同的方法导致非凡的发现在该领域。此外,为了证明压力下二元超导体的超导电性的经验规则,我们讨论了电子结构和化学键的一般趋势。评论的最后一部分介绍了优化传统超导材料的压力和转变温度的可能策略,以及理论,计算和实验研究的未来方向。
2020-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Functional Form of the Superconducting Critical Temperature from Machine Learning
预测新超导体的临界温度$T_c$是一项非常困难的任务,即使对于理论相对较好理解的电子-声子配对超导体也是如此。麦克米兰、艾伦和戴恩斯早期试图改进弱耦合BCS公式,导致$T_c$与伊利亚斯堡理论中出现的声子谱和电子-声子相互作用的各种测量之间的封闭形式近似关系。在这里,我们建议这些方法可以通过使用机器学习算法来改进。作为初步测试,我们训练模型识别低维描述符使用的$T_c < 10$ K数据测试艾伦和Dynes,并表明,一个简单的分析表达式,从而获得改进后的艾伦-Dynes拟合。此外,对最近发现的高$T_c$材料H $_3$ S在高压下的预测是相当合理的。有趣的是,对于最近发现的具有更二维的电子-声子耦合的超导系统,$T_c$不遵循Allen和Dynes的表达式,也不遵循我们的解析表达式。因此,这种机器学习方法似乎是一个强大的方法,突出需要一个新的描述符以外的艾伦和Dynes用来描述他们的一组各向同性的电子-声子耦合超导体。我们认为,这种机器学习方法,其隐含的需要一个描述符表征费米表面性质,代表了一个有前途的新方法超导材料的发现,最终可能取代偶然发现的范例开始Kamerlingh Onnes。
2019-05-16 cond-mat.supr-con
Robustness of s-wave pairing symmetry in iron-based superconductors and its implications to fundamentals on magnetically-driven high temperature superconductivity
在超导态属于晶格对称性的单一不可约表示的假设下,我们认为所有测量的铁基超导体中的对对称性与A_{1g} s波是普遍一致的。不同铁基超导体族在不同掺杂区的强s波配对表明了高T_c超导机制的两个基本原理:(1)对应原理:短程磁交换作用和费米面协同作用,实现高T_c超导并决定配对对称性;(2)磁选择配对规则:超导电性仅由来自超交换机制的通过阳离子-阴离子-阳离子化学键合的磁交换耦合引起。这些原理解释了为什么非常规的高T_c超导现象是如此罕见,但由于其对电子环境的严格要求,它是一种非常稳定的现象。强大的s波配对也表明,目前的标准有效模型,只有现场相互作用是不够的,最小的微观模型必须包括强大的最近邻排斥相互作用所产生的d-d直接键作为s波对称性稳定剂。最后,超导序参量在倒易空间中的符号分布仅仅是主导短程配对给出的形状因子的结果。在排斥相互作用驱动的高T_c机制中,费米面上超导序参量的符号变化不是必要条件。这些结果将指导我们寻找新的电子结构来支持高T_c超导电性。
2015-06-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in higher titanium oxides
最近更新的最高转变温度在传统的超导体的硫氢化物吸引了人们的注意力,探索简单的化合物与较轻的元素,位于非常规条件。我们报告的发现超导性的简单氧化物的Ti4 O 7和g-Ti 3 O 5的薄膜形式具有故意调整的外延结构和非化学计量。这些更高的钛氧化物加入了一类简单的氧化物超导体,g-Ti 3 O 5现在拥有其中最高的超导转变温度7.1开尔文。超导电性背后的机制进行了讨论的基础上的电气测量和理论预测。我们的结论是超导性产生于不稳定的双极化绝缘态。
2016-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mottness and spin liquidity in a doped organic superconductor $κ$-(BEDT-TTF)$_4$Hg$_{2.89}$Br$_8$
本综述聚焦特殊非化学计量比有机超导体$κ$-(BEDT-TTF)$_4$Hg$_{2.89}$Br$_8$,介绍其兼具莫特性、自旋液体性与超导性的独特现象,梳理压力研究成果并探讨其与无机超导研究问题的关联。
2023-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pressure-induced topological changes in Fermi surface of two-dimensional molecular conductor
本研究通过高压X射线分析和从头算模型,揭示了有机超导体β'-ET₂ICl₂中压力诱导的Lifshitz转变及库仑相互作用减半,阐明了高T_c起源和结构变化对电子性质的影响。
2025-01-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase Diagram from Nonlinear Interaction between Superconducting Order and Density: Toward Data-Based Holographic Superconductor
College of General Education, Kookmin University(韩国明知大学通识教育学院);Korea Research Network for Theoretical Physics(韩国理论物理研究网络)
本文利用物理信息神经网络和位置嵌入层求解全息超导体逆问题,首次定量匹配实验相变数据并重建正常相与超导相边界。
2025-05-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con cs.AI
Optimizing the Critical Temperature and Superfluid Density of a Metal-Superconductor Bilayer
通过行列式量子蒙特卡洛模拟金属-超导体双层结构,发现层间杂化可非单调提升强相互作用超导体的临界温度,机制在于增强超流刚度。
2025-07-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con