New type of antiferromagnetic polaron and bipolaron in HTc - superconductors
报道了基于量子反铁磁(AF)模型的一种新型极化子形成的可能性。我们考虑到AF的局部d-d自旋之间的交换相互作用,以及AF与p-载流子的p-d相互作用。当每第二次自旋出现最大电荷密度时,能量最小。这种"梳状“极化子的形成是由于量子涨落的衰减和范弗莱克式交错磁化的出现。这样的极化子倾向于形成由AF“胶”耦合的极化子对。
1999-07-06 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
Translational-invariant bipolarons and superconductivity
本文提出了一种类似于Bardeen-Cooper-Schrieffer理论的基于Fröhlich哈密顿量的双极化子超导理论。在这里,库珀对的作用属于TI双极化子,TI双极化子是空间离域电子对,其耦合态的相关长度很小。费米面的存在导致这些态在其附近的稳定化和它们的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的可能性。该理论提供了一个自然的解释存在的赝隙相之前的超导性,并使人们能够估计过渡$T^*$从正常状态的赝隙一个温度。结果表明,TI双极化子的BEC温度决定了超导转变温度$T_c$,该温度不取决于双极化子的有效质量,而是取决于带电子的寻常质量,这消除了强电子-声子相互作用对$T_c$上限的限制。对由声子谱的角度依赖性决定的超导能隙的角度依赖性提供了一个自然的解释。大量关于高温超导体的热力学和输运特性、约瑟夫森隧穿和角分辨光电子能谱(ARPES)的实验表明,这类材料的超导性并不与TI双极化子机制相矛盾。在此基础上讨论了提高$T_c$和制备新的室温超导体的可能途径。
2020-02-11 cond-mat.supr-con
Translation-invariant bipolarons and the problem of high-temperature superconductivity
结果表明,双极化子基态可用离域波函数描述。对于双参数波函数,在强耦合极限下基态能量的最低变化估计为$E=- 0,414125 α^2$。这比用定域双极化子波函数得到的结果要低得多。所得结果证实了高温超导的双极化子机制的可能性。
2013-01-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Lorenz number in high Tc superconductors: evidence for bipolarons
在过去的十年里,铜酸盐中强的电子-声子相互作用在许多实验中得到了支持。当声子几乎保持非重整化时,当电子-声子相互作用强时,电子被转化为iterent双极化子和热激发极化子。我们计算了系统的洛伦兹数,表明由于热流中极化子和双极化子的干扰,Wiedemann-Franz定律失效。该模型在数值上拟合了实验霍尔-洛伦兹数,为铜氧化物中存在双极化子提供了直接证据。
2002-11-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bipolaronic proximity and other unconventional effects in cuprate superconductors
从超载流子质量的同位素效应、高分辨角分辨光电子能谱(ARPES)、大量的光学和中子散射测量等方面,都有令人信服的证据表明铜氧化物超导体中存在强的电子-声子相互作用(EPI)。许多观察指出,高Tc铜氧化物超导体可能不是传统的巴丁-库珀-施里弗(BCS)超导体,而是来自实空间对的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC),这是移动的小双极化子。本文综述了非常规邻近效应的双极化子理论、序参量的对称性和棋盘调制以及最近在铜氧化物中发现的量子磁振荡。
2008-02-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Cooper-Paired Bipolaronic Superconductors
本研究采用张量网络方法研究Su-Schrieffer-Heeger模型中的双极化子系统,发现传统双极化子分子束缚态凝聚图像需修正,提出关联驱动的空间分离极化子对碎片化凝聚新机制,为高温超导研究提供新视角。
2023-08-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic polarons and bipolarons in Fe-based superconductors: a pairing mechanism
超导性是一个迷人的例子,说明“更多就是不同”。这是由于电子结合到玻色子库珀对中,玻色子库珀对在宏观样品中表现出相干行为。寻找这种结合的机制是凝聚态物理较困难的任务之一。对于传统的超导体,BCS理论给出的解决方案是由于声子的交换。对于铜酸盐高温超导体,尽管付出了巨大的努力,但仍然缺少一个广泛接受的解释。最近发现的铁基高温超导体现在提出了新的挑战。我们在这里提出了一个量子力学理论的pnictides描述的影响,大的电子极化率的重阴离子。我们证明了它的包含导致电子极化子作为低能准粒子,也揭示了这些电子极化子的配对机制。
2008-11-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting properties of 3D low-density TI-bipolaron gas in magnetic field
研究了在磁场中双极化子的三维玻色凝聚体的物理性质。计算了TI-双极化子气体的相变临界温度、临界磁场、能量、热容和相变热。计算了最大磁场、伦敦穿透深度及其与温度的关系。所得结果用于解释高温超导体的实验。
2019-05-16 cond-mat.supr-con
Superconducting properties of 3D low-density TI-bipolaron gas
本文研究了双极化子的三维玻色凝聚体的物理性质。计算了TI-双极化子气体的跃迁临界温度、能量、热容和跃迁热。所得结果用于解释高温超导体的实验。
2015-07-30 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Nature of extrinsic and intrinsic self-trapping of charge carriers in underdoped cuprate high-$T_\text{c}$ superconductors
从理论上研究了铜氧化物中载流子的本征和非本征自陷性质。用连续介质模型和绝热近似变分计算了铜氧化物中本征和非本征大极化子和双极化子的结合能和半径。我们已经表明,非本征和本征三维(3D)大双极化子存在于欠掺杂的铜酸盐在$η=\varepsilon_{\infty}/\varepsilon_0<0.127$和$η<0.138$,分别[其中$\varepsilon_{\infty}$($\varepsilon_0$)是光学(静态)介电常数]。
2016-12-21 cond-mat.supr-con
Superconducting properties of a nonideal bipolaron gas
研究了类似于库珀对的双极化子不变玻色气体的性质。在BCS理论中,TI-双极化子气体的描述是基于电子-声子相互作用和Froehlich哈密顿量。与BCS理论不同,当相关长度大大超过对之间的平均距离时,这里我们处理的是相反的情况,当相关长度远小于对之间的距离时。本文计算了TI双极化子玻色气体到超导态跃迁的临界温度、能量、热容和跃迁热。所得结果用于解释高温超导体的实验。讨论了提高高温超导体临界温度的可能途径。
2018-06-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Distribution function of charge carriers in electron-phonon systems with spontaneously broken translational symmetry and 'vertical dispersion' in ARPES spectra of cuprates
我们发现,自发破缺的平移对称性(SBTS)的强相互作用的电子和声子领域承认在轻掺杂铜酸盐解释宽带在其ARPES和光导光谱的影响,载流子分布函数的载流子动量不再是一定的。我们开发了合适的分布,并使用它来计算不同状态下的载流子浓度在本质上掺杂系统与SBTS。这使得研究掺杂和温度演变的ARPES光谱的这种系统。我们发现,在增加温度或掺杂极化子承认占主导地位的双极化子,导致在移动的宽带最大值更高的结合能,因为它发生在ARPES光谱的铜酸盐。在进一步掺杂离域载流子出现,并与双极化子共存。我们发现,系统的密切性质与SBTS是分割的动量空间之间的自定域和离域载流子的泡利不相容规则。我们表明,在ARPES光谱这种分区表现为“垂直分散”或瀑布普遍观察到的所有铜酸盐在基本掺杂和未掺杂的母体化合物。因此,研究电子-声子相互作用破坏平移对称性的系统中的载流子分布,同时导致在显著掺杂和未掺杂的铜酸盐中观察到两种类型的瀑布。本文还介绍了用相干态计算双极化子光解离引起的ARPES谱带和双极化子结合能和半径的方法。
2014-05-03 cond-mat.supr-con
In-plane conductivity of a layered large-bipolaron liquid
铜氧化物超导体的独特正常态性质来自于它们的载流子形成大双极化子液体。声学声子对液体中缓慢移动的重质量激发的非常弱的散射产生了小于德拜频率的散射率。适度的液体流动性,在300 K下大于1 cm 2/V-sec,作为液体的弱散射补偿其大质量的结果。在解决一个长期存在的困境,由声学声子散射所产生的直流电阻率几乎与温度成正比,远低于德拜温度。在德拜频率以上,依赖于频率的电导率由大双极化子的自陷电子载流子的激发和光电离主导。在德拜频率以下,电导率的频率依赖性主要由大双极化子液体的类德鲁德集体运动决定。随着温度的降低,这两个畴之间的间隙变尖,因为液体的声子散射减小。高频电子激发在超导状态下仍然存在。
2015-01-13 cond-mat.supr-con
Superlight bipolarons and a checkerboard d-wave condensate in cuprates
大约在半个世纪前,巴伯、库珀和施里弗的开创性工作被埃利阿什伯格进一步发展到中间耦合,解决了传统超导体的问题。Froehlich和Jahn-Teller的电子-声子相互作用被认为是所有新型超导体的基本物理学。BCS理论提供了对其中一些如硼化镁和掺杂富勒烯(如果考虑极化子形成)的定性正确描述。然而,铜酸盐仍然是一个问题。在这里,我表明,双极化子扩展的BCS理论的强耦合制度可能是一个解决方案。在这一领域的低能物理学是小的“超轻”双极化子,它是由声子装扮的真实空间移动玻色子对。在双极化子理论的框架下解释了序参量的对称性和空间调制。双极化子的d波玻色-爱因斯坦凝聚体表现为空穴密度和低于Tc的能隙的棋盘调制。
2003-06-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Normal state thermodynamics of cuprate superconductors
我们提出了一个微观解释的pseudogap功能发现在正常状态下的比热和磁化率的铜酸盐。在高Tc超导体的双极化子理论的框架下,我们解释了载流子比热和磁化率的大小,以及它们在很宽的掺杂范围内随温度的普遍缩放。
1998-04-28 cond-mat.supr-con
Cu, Pu and Fe high Tc superconductors: all the same mechanism!
新的铁基高温超导体(Tc高达55 K)引起了人们对这一领域的新兴趣。普遍认为BCS机制不能解释高Tc。在下文中,我们提出反铁磁团簇中的自旋空穴结合形成双极化子,它可以凝聚并导致超导电性。
2008-06-05 cond-mat.supr-con
Superlight small bipolarons in the presence of strong Coulomb repulsion
采用一种新的连续时间量子Monte-Carlo(CTQMC)算法,将其推广到双粒子库仑-Frohlich模型,研究了交错三角形梯形晶格以及三角形和六角晶格上的双极化子,该晶格同时具有长程电子-声子相互作用和强库仑排斥.该算法之前是一个精确的积分声子自由度,因此是非常有效的。计算了双极化子的有效质量和半径。这种晶格上的晶格双极化子具有一种新颖的蟹状运动,并且在很宽的参数范围内很小但很轻,这导致了高的玻色-爱因斯坦凝聚温度。我们讨论了我们的结果与当前的铜氧化物高温超导体的实验的相关性,并提出了一条路线,室温超导。
2006-06-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
From Cooper-pairs to resonating bipolarons
在简要回顾了弱耦合和强耦合机制下的不同物理现象之后,我们提出了一个关于这两种机制之间的交叉机制的设想:振幅涨落控制的库珀对超导电性和相位涨落控制的紧束缚局域极化子对超流性。它是基于双极化子共振的想法在费米海的不相关的电子,类似于费什巴赫共振在费米气体中的光学陷阱。由于振幅和相位相关性之间的竞争,这种系统在交叉机制中可以表现出超导体到绝缘体的转变,一旦改变该共振的强度。
2006-06-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bipolaronic High-Temperature Superconductivity from Phonon-Modulated Hopping: A Perspective
Yale University(耶鲁大学)
本文探讨通过声子调制跃迁实现双极子高温超导性,突破传统限制,展示双极子在不同耦合条件下形成的超导特性及材料应用。
2026-05-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pseudogap in high-temperature superconductors from realistic Fröhlich and Coulomb interactions
最近的研究表明,在极化子$t$-$J_p$-$\tilde{U}$模型的框架下,非屏蔽库仑和Fröhlich电子-声子相互作用之间的竞争可以用短程自旋交换$J_p$和有效的在位相互作用$\tilde{U}$来描述.这个模型,提供了一个解释高温超导性的小,轻的双极化子的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC),现在被研究作为一个带电的玻色-费米混合物。在这种近似下,我们发现,双极化子和未成对极化子带之间的间隙导致低温自旋极化率,比热和隧穿电导的强烈抑制,表明正常状态赝隙的存在,而不需要对模型正常状态中预先存在的订单或对称性破坏进行任何假设。
2012-08-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bloch waves of small high-Tc bipolarons
在过去的十年里,人们提出了几个相互竞争的高温超导模型,其中大多数都涉及短程相互作用。我们回顾了一个更现实的模型与强的现场排斥相关,库仑和强有限程电子-声子相互作用。模型中的双极化子在温度低于特征声子频率的一半时存在于巡游布洛赫态。根据站点间的库仑排斥和极化子的水平移动的比例的模型的基态是极化费米(或Luttinger)液体,双极化高Tc超导体,或电荷隔离绝缘体的强,中,弱库仑排斥,分别。两个特殊的晶格进行了详细分析:一个链与有限范围的电子-声子相互作用和锯齿形阶梯。梯形中的载流子是超轻移动的位间双极化子。它们相干地传播,而不发射或吸收质量与单个极化子相同的声子。该模型描述了铜酸盐的主要特征,特别是它们的Tc值,不同的同位素效应,正常状态的赝隙,以及在隧道效应和光电发射中测量的光谱函数。
2002-10-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interrelation between the pseudogap and the incoherent quasi-particle features of high-Tc superconductors
使用局域双极化子和传导电子的杂交混合物的场景,我们证明了后者同时出现赝能隙和对它们的准粒子谱的强非相干贡献,这些贡献来自声子的脱落效应。这可以追溯到暂时波动的局部晶格变形,产生一个双峰结构的对分布函数,这应该是一个关键功能,在测试这些不相干的贡献,最近看到的角度分辨光电子能谱(ARPES)的起源。
1998-05-13 cond-mat.supr-con
Bose-Einstein condensation of strongly correlated electrons and phonons in cuprate superconductors
在高温超导体中,由于屏蔽作用的不足,长程Froehlich电子-声子相互作用被认为是最重要的配对机制,这一点已被光学、同位素替代、最近的光电子能谱和其他一些测量所证实。我认为,在铜氧化物超导体的低能物理是超轻的小双极化子,这是实空间的空穴对掺杂的电荷转移莫特绝缘体的声子打扮。它们是低温下存在于Bloch态的巡游准粒子,这一点也被充分考虑实际库仑相互作用和长程Froehlich相互作用的连续时间量子Monte-Carlo算法(CTQMC)所证实.在这里,我建议的参数免费评估Tc,不寻常的上临界场,正常状态能斯特效应,抗磁性,霍尔-洛伦兹数和巨大的邻近效应强烈支持三维(3D)玻色-爱因斯坦凝聚的移动小双极化子与零非对角序参量以上的电阻临界温度Tc与铜酸盐的相位波动的情况。
2006-11-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bipolaronic superconductivity out of a Coulomb gas
本研究采用无偏量子蒙特卡罗方法,发现键声子调制模型中长程库仑排斥下的双极化子超导临界温度仍远高于Holstein双极化子,提出低密度区超导的简单机制。
2022-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
d-Wave Pairing Driven by Bipolaric Modes Related to Giant Electron-Phonon Anomalies in High-$T_{c}$ Superconductors
考虑到大多数常见的高$T_{c}$超导体的微观性质,如铜氧化物,我们定义了一类微观模型哈密顿量的两个费米子(电子或空穴)和一个玻色子(双极化子)的二维正方形晶格。我们建立了这些模型哈密顿可以显示d波配对在其频谱的底部,尽管他们的空间各向同性。当布里渊区的边界处存在“巨电子-声子异常”(“半呼吸”键拉伸模式)时,就会出现这种现象,就像掺杂的铜酸盐一样。我们的研究结果可以用来获得有效的电子-电子相互作用介导的双极化子,我们讨论制度,相应的模型是相关的高温超导物理,可以在数学上严格研究。
2016-10-11 cond-mat.supr-con math-ph math.MP
Bipolaronic high-temperature superconductivity
电子-晶格相互作用在量子材料中起着重要作用,这使得人们对声子介导的高转变温度($T_{\mathrm{c}}$)超导性的直接途径有了更深入的了解。然而,几十年来人们已经知道,弱的电子-声子耦合会导致低的$T_{\mathrm{c}}$值,而强的电子-声子耦合会导致晶格不稳定或形成双极化子,通常认为这对超导性是有害的。因此,从声子介导的机制到高$T_{\mathrm{c}}$材料的途径迄今为止似乎仅限于提高硫化氢中的声子频率。在这里,我们提出了一个基于轻双极化子超流性的声子介导的高- $T_{\mathrm{c}}$超导电性的简单模型。在广泛研究的荷斯坦模型,晶格畸变调制电子的势能相比,我们调查的情况下,晶格畸变调制电子跳跃。这种物理产生了小尺寸,但光双极化子,我们研究使用一个确切的符号问题的量子蒙特卡罗方法,展示了一个新的途径声子介导的高$T_\mathrm{c}$超导性。我们发现,$T_\mathrm{c}$在我们的模型一般和显着超过典型的上界的基础上Migdal-Eliashberg理论或超流的Holstein双极化子。产生高$T_\mathrm{c}$的双极化子机制中的关键成分是双极化子的轻质量和小尺寸的组合。我们的工作通过功能材料工程建立了高$T_{\mathrm{c}}$超导体的设计原则。
2023-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bose-Einstein condensation in the pseudogap phase of cuprate superconductors
我们已经确定了未屏蔽的Froehlich电子-声子相互作用(EPI)作为最重要的配对在铜氧化物超导体,现在证实的同位素替代,最近的角分辨光电发射(ARPES),和一些其他的实验。低能物理是指在强EPI区域中的移动晶格极化子和双极化子。在我们的“库仑-弗勒利希”模型的框架下,许多实验观察已被预测或解释,该模型充分考虑了长程库仑排斥和弗勒利希EPI。它们包括赝能隙、不寻常的同位素效应和上临界场、正常态能斯特效应、抗磁性、霍尔-洛伦兹数和巨邻近效应(GPE)。这些实验以及费米能和临界温度的无参数估计支持了铜氧化物赝隙相中实空间晶格双极化子的真正的玻色-爱因斯坦凝聚。相反,相位波动(或涡旋)的情况下是不兼容的绝缘类面内电阻率和磁场依赖的轨道磁化的电阻状态下的欠掺杂铜氧化物。
2006-12-04 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
Superconductivity, Charge-Density-Waves, and Bipolarons in the Holstein model
电子-声子(e-ph)相互作用在凝聚态物理中一直是人们关注的焦点,并且在实现超导体、电荷密度波(CDW)和极化子等方面起着至关重要的作用。我们研究了二维Holstein模型的e-ph耦合使用行列式量子蒙特卡罗在很宽的范围内的相图作为温度,电子密度,无量纲e-ph耦合强度的函数,和绝热比的声子频率的费米能量。我们描述的行为的CDW关联,超导和CDW订单和极化子形成之间的竞争,超导电性的最佳条件,从弱耦合制度的过渡到强耦合制度。在中等电子-ph耦合强度和中等电子密度下,超导电性最佳,超导关联随声子频率单调增加。在Holstein模型中,超导性的全局最大值出现在大声子频率处,这是一个有吸引力的哈伯德模型有效描述物理学的极限。
2021-07-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Froehlich-Coulomb model of high-temperature superconductivity and charge segregation in the cuprates
我们介绍了一个通用的Froehlich-Coulomb模型的氧化物,其中还包括无限的现场(Hubbard)排斥,并描述了一个简单的分析方法,解决复杂的晶格结构中的多极化子问题。研究了两种特殊的晶格,锯齿形阶梯和钙钛矿层。我们发现,根据Froehlich和库仑相互作用的相对强度,这些系统要么极化费米(或Luttinger)液体,双极化超导体,或电荷隔离绝缘体。在超导阶段,载流子是超轻移动的双极化子。该模型描述了铜酸盐的关键特征,如它们的Tc值,同位素效应,正常状态的抗磁性,赝能隙,和光谱功能测量隧道效应和光电发射。我们认为,低费米能级和载流子与高频声子的强耦合是新型超导体高临界温度的原因。
2002-03-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Persistent current generation by small polarons in a spin-density wave background
从理论上研究了二维晶格中自旋密度波背景下小极化子的持续电流产生。当嵌入的小极化子成为meron和antimeron的核心时,自旋Berry相由meron和antimeron的螺旋结构产生,并在极化子周围产生自旋流。然而,由于上下自旋电子流的精确抵消,电流是不存在的。通过增加一个虚磁通量来抵消自旋Berry相的虚磁通量,具有重子和反重子的状态得以稳定,并出现非零电流;当重子和反重子的并列双极化核形成时,虚磁通量变为实磁通量,其中实磁通量自发地产生于整个系统运动的波函数;因此双极化子用作持续电流的泵。它还表明,能斯特信号源于热扩散的双极化子。本文还讨论了当前结果对铜氧化物超导体异常性质的影响,包括增强的能斯特信号、德鲁德峰和费米弧。本文的结果表明,在铜氧化物体系中,在不破坏整体U(1)规范不变性的情况下,超导性出现了相变量或"南武-戈德斯通“模式.
2006-07-03 cond-mat.supr-con
Shape resonance at a Lifshitz transition for high temperature superconductivity in multiband superconductors
本文讨论了两带超导体在费米面颈坍缩和出现斑点时,通过调节Lifshitz跃迁处的化学势,在超导带隙中的形状共振。复杂物质的高温超导方案显示了共存的第一个BCS冷凝物制成的库珀对在第一个频带和第二个玻色子一样的凝聚物制成的玻色子一样的双极化子,在第二个频带的化学势调谐附近的Lifshitz转变。带间耦合控制了两种凝聚体对交换中的形状共振。我们讨论了特定的BCS-玻色交叉,发生在形状共振调谐的Lifshitz参数(化学势和Lifshitz拓扑转变之间的能量差),如调谐外部磁场的超冷气体中的费什巴赫共振。这种超导相提供了一个特殊的拓扑超导性的情况下,多个凝聚体的不同绕组数
2010-12-11 cond-mat.supr-con
Theory of giant and nil proximity effects in cuprate semiconductors
许多观察指出,高Tc铜氧化物超导体可能不是传统的巴丁-库珀-施里弗(BCS)超导体,而是来自实空间对的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC),这是移动的小双极化子。本文解析地求出描述玻色凝聚隧穿进入铜氧化物半导体的Gross-Pitaevskii方程的解,定性和定量地解释了实验上发现的零邻近效应和巨邻近效应。
2006-08-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High temperature superconductivity and charge segregation in a model with strong long-range electron-phonon and Coulomb interactions
提出了一种研究复杂晶格中强长程电子-声子相互作用和库仑相互作用的解析方法。该方法适用于钙钛矿层与各向异性耦合的孔顶端原子的振动。根据极化子位移Ep和位间库仑排斥Vc的相对强度,系统要么是极化子费米液体,Vc > 1.23 Ep,要么是双极化子超导体,1.16 Ep < Vc < 1.23 Ep,要么是电荷分离绝缘体,Vc < 1.16 Ep。在超导窗口中,载流子是具有非常低的有效质量的移动双极化子。该模型描述了欠掺杂超导铜氧化物的关键特征。
2001-11-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase separation of electrons strongly coupled with phonons in cuprates and manganites
最新的先进蒙特卡罗模拟没有发现具有电子-电子排斥关联的哈伯德模型中的超导性和相分离。我们认为,微观相分离的铜酸盐超导体和巨磁阻(CMR)锰氧化物起源于一个强大的电子-声子相互作用(EPI)结合不可避免的混乱。吸引电子的相关性,由几乎未延迟的EPI引起,足以克服这些电荷转移Mott-Hubbard绝缘体中的直接的位点间库仑排斥,因此低能物理是小极化子和小双极化子(声子修饰的实空间电子(空穴)对)。他们形成集群本地化的无序流动性边缘以下,但传播的流动性边缘以上的布洛赫状态。我确定的Froehlich有限范围EPI与光学声子作为最重要的配对和相分离的超导层状铜酸盐。在顺磁相(电流载流子密度崩塌(CCDC))中,氧空穴配对成重双极化子也解释了掺杂锰氧化物的CMR,这是由于双极化子在铁磁相中的磁分裂。在这里,我简要地提出了一个解释的高,低电阻相共存附近的铁磁转变的极化铁磁和双极化顺磁域由于掺杂锰氧化物中不可避免的混乱的混合物。
2008-10-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of Meissner effect in potassium-doped $p$-quaterphenyl
受钾掺杂$p$ -三联苯高温超导性发现的启发,我们研究了比$p$ -三联苯多一个苯环的$p$ -四联苯的超导性的可能性。通过对$p$ -四联苯在退火和捣固条件下的磁化率测量,发现了钾掺杂后的迈斯纳效应,其临界温度范围为3.5 ~ 120 K.临界温度为7.2 K的初超导相可以在多个超导样品中重复出现。在退火和挤压的超导样品中,通过拉曼散射测量观察到的双极化子特征揭示了双极化子与超导电性之间的密切关系。在钾掺杂的$p$ -四联苯中出现的超导电性提供了一个指示,即链状有机分子是高温超导体的潜在候选者。
2018-01-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
High Temperature Superconductivity: the explanation
1986年,在Georg Bednorz和Alex Mueller发现第一个高温超导体后不久,已故的Nevill Mott爵士回答了他自己的问题“有解释吗?“[Nature v 327(1987)185]表达了一种观点,即我们在1981年预测的小双极化子的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)可能是一种。几位作者随后设想了实空间紧束缚对的BEC,但采用的是纯电子配对机制,而不是电子-声子相互作用(EPI)。然而,其他一些研究人员批评双极化子(或任何实空间配对)方案与一些角度分辨光电发射光谱(ARPES)不兼容,实验确定了载流子的有效质量和铜酸盐超导序参量的非常规对称性。从那时起,电子-声子相互作用(EPI)是高温超导的关键还是微弱和不重要的争论一直是当代凝聚态物理最具挑战性的问题之一。在这里,我概述了双极化子理论的一些发展,表明高温超导性的真正起源是在强电子-电子相关性与显着的有限范围(Froehlich)EPI的适当组合中发现的,并且该理论与关键实验完全兼容。
2011-02-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Breaking time-reversal and translational symmetry at edges of $d$-wave superconductors: microscopic theory and comparison with quasiclassical theory
我们报告的二阶相变的微观计算的结果,到一个国家打破时间反转和平移不变性沿对破断边缘的$d$波超导体。通过用Bogoliubov-de~Gennes方法精确对角化求解紧束缚模型,我们发现这种电流回路直径为几个相干长度的态在能量上是有利的,低于体超导性的$T_{\mathrm{c}}$的10%-20%之间的$T^*$,取决于模型参数。这扩展了我们以前在准经典超导理论中对这种相晶体的研究,并表明当包括更现实的能带结构和费米波长尺度上的快速振荡时,不稳定性没有质的不同。尺寸量子化和弗里德尔振荡的影响并不是有害的。我们还报告了与准经典理论的比较与费米面提取的紧束缚模型中使用的微观计算。例如,不同模型之间的$T^*$值存在定量差异,但我们可以将每个模型中预测的转变温度解释为由于零能Andreev束缚态的不同光谱权重以及通过打破时间反演和低于$T^*$的平移不变性而导致的自由能增益。
2020-05-31 cond-mat.supr-con
Translation invariant topological superconductors on lattice
本文引入了四个Z_2拓扑指数zeta_k= 0,1(k=(0,0),(0,pi),(pi,0),(pi,pi)),它们刻画了16类具有平移对称性但可能破坏其它对称性的二维超导态。这16类超导态的区别在于它们在偶数对偶数、偶数对奇数、奇数对偶数和奇数对奇数晶格上的费米子的偶数/奇数。结果表明,即使对于相互作用系统,也存在16类拓扑超导态。对于非相互作用系统,我们发现zeta_k是基态中k=(0,0),(0,pi),(pi,0)或(pi,pi)轨道(mod 2)上的电子数.对于只有平移对称的3D超导态,有256种不同类型的拓扑超导体。
2009-07-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magneto-elastic Polarons and Superconductivity of Underdoped Cuprates HTS's
讨论了d波配对高温超导体正常态的一些问题,并提出了以下假设:1)在赝能隙温度下,发生了从三维非相干正常态到Cu O 2层准二维系统的维度交叉; 2)对于含有Janh-Teller和混合价Cu离子的体系,“裸空穴”是床准粒子,电子关联和涨落很强,以及铜和氧轨道固有的强p-d杂化; 3)这导致“裸空穴”减少为两种类型的磁弹性极化子。结果表明,其中之一,铁磁束缚极化子,导致条纹的形成,和反铁磁极化子之间的吸引力导致他们的配对和超导涨落在平面内。讨论了铁磁束缚极化子和反铁磁双极化子观测的一些实验证据。
2001-12-23 cond-mat.supr-con
Unconventional superconducting pairing by conventional phonons
修正了弱耦合Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)超导体中电子配对的声子机制导致传统s波库珀对的普遍看法。晶体中声速的不可避免的各向异性使得声子介导的电子吸引在空间中是非局部的,从而在宽范围的电子密度中提供具有非零轨道动量的非常规库珀对。由于这种各向异性,准二维电荷载流子经历从非常规d波超导状态到常规s波超导状态的量子相变,其中每个单位晶胞具有更多载流子。在相反的强耦合区,非常规双极化子之间的库仑排斥力减小,从而解除了玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)极限下对非常规配对的限制,从而出现了旋转对称破缺。传统的声子,而不是超交换,被证明是负责的d-波对称的铜酸盐超导体,在现场库仑排斥是大的。
2007-05-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Universal Phase Diagram for Vortex States of Layered Superconductors in Strong Magnetic Fields
我们报告的最低朗道能级的劳伦斯-多尼亚克模型的层状超导体的Monte Carlo研究。我们研究了序参量关联函数,它表明了平均场理论涡旋晶格中的平移对称性破缺和非对角长程序。我们的结果是一致的一个单一的一级相变之间的低温三维涡旋固相,打破平移对称性和非对角长程序,和高温涡旋液相没有打破对称性。我们构建了一个通用的相图的无量纲参数表征层内和层间耦合。从我们的模拟和相关的潜热和磁化跳提取的通用相边界进行了比较与实验和相关模型的数值结果。
1997-03-04 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
Phases of holographic superconductors with broken translational symmetry
我们认为全息超导体在一个广泛的类大规模的重力背景。这些理论提供了一个具有破缺平移对称性的超导体的全息描述。这样的模型表现出丰富的相结构:取决于温度和无序强度的值的边界系统可以在超导,正常金属或正常的伪绝缘相。此外,该系统支持有趣的集体激发的载流子,这出现在正常阶段,持续在超导相,但最终得到破坏的超导凝聚。我们还表明,建立一个系统的超导相占据一个圆顶形区域的温度无序平面上的相图的可能性。
2015-07-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Nernst effect in the cuprate superconductor YBCO: Broken rotational and translational symmetries
铜酸盐超导体YBa_2Cu_3O_y的能斯特系数最近被证明在低于赝能隙温度T* 时在基面内变得强烈的各向异性,揭示赝能隙相打破了CuO_2平面的四重旋转对称性。在这里,我们报告在低温下的能斯特各向异性的演变,一旦超导性被抑制的磁场。我们发现,各向异性迅速下降低于80 K,消失在T=0的限制。我们表明,这种各向异性的损失是由于在低温下费米表面出现了一个小的高迁移率电子状口袋,重建归因于一个低温状态,打破了平移对称的CuO 2平面。我们讨论的序列打破对称性-首先旋转,然后平移-在电子向列近晶过渡,如可能出现时,单向自旋或电荷调制顺序。我们比较YBa_2Cu_3O_y与铁磷族化合物超导体的(单向)反铁磁有序的过程中产生的对称性破缺相同的序列。
2011-03-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anelastic spectroscopy studies of high-Tc superconductors
YBCO、LSCO和Ru-1212在0.5-20 kHz、1 - 900 K范围内的复数动态杨氏模量已被广泛研究。在与应变耦合的任何微观过程的松弛速率等于测量频率的温度下,弹性能量损失达到峰值。滞弹性实验的可靠性和各种微观机制的分配进行了讨论。在LSCO中,八面体层呈现出孤子倾斜波和快速局域运动。后者是由原子隧穿驱动的,并通过掺杂大大增强和加速,表明倾斜模式和空穴激发之间的直接耦合。在LHe温度下,当空穴条纹作为反铁磁相关自旋(簇自旋玻璃)畴之间的壁时,以及在更高温度下,当它们通过热激活克服Sr掺杂剂提供的钉扎势垒时,空穴条纹的动力学已经被探测到。在YBCO中,确定了CuOx平面中O原子的各种扩散和有序过程,包括:i)正交O-I相(x~1)中的Cu-O链; ii)较低O含量下的稀疏链碎片; iii)孤立的O原子。前两种跳跃的跳跃势垒约为1 eV,后一种跳跃的跳跃势垒约为0.11 eV。它是如何讨论这种广泛不同的障碍是可能的,以及如何孤立的O原子的非常高的流动性是兼容的慢O排序。此外,弛豫过程已被归因于Cu-O链内的偏离中心位置之间的O跳跃和轨道上的双极化子,这对超导性没有贡献。O在Ru-1212的RuO 2-d面的迁移率可以用O空位的跳跃来解释,O空位的弹性四极相互作用很弱,在TC ~ 470 K以下开始相互平行。
2006-01-02 cond-mat.supr-con
Linear response function around a localized impurity in a superconductor
对高Tc超导体中杂质(如Zn)的影响进行成像[Nature 61(2000)746]重新点燃了人们对超导相缺陷问题的兴趣。这促使我们在这里重新审视马奇和默里[Phys.Rev.120(1960)830]关于初始非线性不变费米气体中线性响应函数的早期工作。特别是,我们提出了相应的结果超导体在零温度下,无论是在s-和d-波的情况下,并提到它们的直接物理相关的情况下,当杂质的潜力是高度本地化。
2002-11-26 cond-mat.supr-con
Direct observation of the washboard noise of a driven vortex lattice in a high-temperature superconductor, Bi2Sr2CaCu2Oy
研究了高温超导体Bi_2Sr_2CaCu_2O_y在均匀驱动力作用下涡旋态的传导噪声谱。两个特征的功能,宽带噪声(BBN)和窄带噪声(NBN),观察到在涡流固相。大BBN的起源被确定为塑性运动的旋涡,而NBN被发现起源于搓衣板调制的驱动旋涡的平移速度。我们认为这是第一次观察到
2000-09-29 cond-mat.supr-con
Metal-insulator transition and superconductivity in the two-orbital Hubbard-Holstein model for iron-based superconductors
利用动力学平均场理论和精确对角化方法,研究了铁基超导体的双轨道模型,讨论了电子关联和Jahn-Teller电子-声子耦合之间的相互作用.当轨道内和轨道间库仑相互作用$U$和$U'$随$U=U'$增加时,在不存在Hund规则耦合$J$和电子-声子耦合$g$的情况下,局部自旋和轨道磁化率$χ_{s}$和$χ_{o}$随$χ_{s}=χ_{o}$增加。在存在$J$和$g$的情况下,存在不同的两个区域:对于声子频率为$ω_0$的$J \stackrel{>}{_\sim} 2g^2/ω_0$,$χ_{s}$相对于$χ_{o}$增强,并且在$J=J_c$处显示发散,高于该发散,系统变为Mott绝缘体;而对于$J \stackrel{<}{_\sim} 2g^2/ω_0$,$χ_{o}$相对于$χ_{s}$增强,并且在$g=g_c$处显示发散,高于该发散,系统变为双极化绝缘体。在前一种情况下,超导电性是由费米表面嵌套增强的反铁磁涨落介导的,并且发现很大程度上取决于载流子掺杂。另一方面,在后一种制度中,超导电性是介导的铁轨道波动,并观察到广泛的掺杂区域,包括重掺杂的情况下,没有费米面嵌套。
2014-03-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spontaneous generation of fractional vortex-antivortex pairs at single edges of high-Tc superconductors
具有对破缺边缘的非常规d波超导体具有自发破缺的时间反转和平移对称性的基态。我们使用准经典理论的超导性,以证明这样的阶段可以存在于任何单一的对破刻面。这意味着更多种类的系统,不一定是介观大小的,应该对这种对称性破缺不稳定。在小平面上平均的态密度显示出以零能量为中心的宽峰,这与在低温下具有与温度无关的宽度的宽零偏压电导峰的实验结果一致。
2017-08-28 cond-mat.supr-con
Broken translational and time-reversal symmetry in superconducting films
我们证明了在温度$T\lesssim 0.43 T_c$下的非常规(d波)超导体薄膜可以表现出不寻常的超导相。除了破缺的规范和点群对称性之外,新的基态可以自发地破缺(i)连续的平移对称性,在薄膜平面内形成周期性的序参量结构,或(ii)时间反演对称性,产生沿薄膜流动的超电流.这些状态是由于强烈的横向不均匀性存在于几个相干长度的厚度的膜。我们发现这些国家的形成和Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov状态之间的天然相似性。
2009-03-29 cond-mat.supr-con
Odd-frequency pairing effect on the superfluid density and the Pauli spin susceptibility in spatially nonuniform spin-singlet superconductors
本文对非均匀偶频超导体中由于平移对称破缺而产生的奇频自旋-单重态配对进行了理论研究。利用准经典超导理论分析了奇频配对对超流密度和自旋极化率的影响。结果表明:(1)奇频单线态对的形成降低了超流密度;(2)奇频单线态对使自旋磁化率增大,尽管它的自旋对称性是单线态。这两个不寻常的现象是相互关联的,通过一个广义的Yosida公式,同时考虑到偶数和奇数频率配对效应。
2014-03-20 cond-mat.supr-con
Antichiral and nematicity-wave superconductivity
Larkin-Ovchinnikov超导态对库珀对密度有自发调制,而Fulde-Ferrell超导态对序参量的相位有自发调制。我们报道了准二维狄拉克金属在一定条件下具有不同的非均匀超导态,而在多重对称破缺序参量的子流形中具有自发调制.我们发现的第一个状态可以被看作是一个超导体的向列性矢量自发地打破旋转和平移对称性,由于空间调制。另一个被证明的状态是具有自发破缺的时间反转和平移对称性的手征超导体。它的特点是由一个序参量,形成一个晶格模式的交替手性。
2019-07-08 cond-mat.supr-con