Visualizing the emergence of the pseudogap state and the evolution to superconductivity in a lightly hole-doped Mott insulator
超导电性出现在空穴掺杂的铜氧化物反铁磁Mott态。尽管氧原子状态的变化似乎是最重要的,但由此产生的电子结构还不清楚。空穴掺杂首先破坏莫特态,产生弱绝缘体,其中电子仅在低温下局部化而没有完整的能隙。在较高的掺杂,“赝隙”,一个弱的导电状态与各向异性的能隙和90 \degree -旋转(C4 v)对称性的单元格内破坏出现。然而,这些现象的出现与孔密度增加的直接可视化从未实现。在这里,我们报告的电子结构演化的原子尺度成像从弱绝缘体通过出现的赝能隙的超导状态在Ca 2-xNaxCuO 2Cl 2。赝隙的光谱特征出现在最低的掺杂从弱绝缘,但C4 v-对称矩阵表现出独特的光谱形状。在略高的空穴密度,纳米级区域表现出赝能隙谱和180 \degree -旋转(C2 v)对称性形成单向集群内的C4 v-对称矩阵。因此,空穴掺杂通过局部空穴的纳米级簇的出现而进行,在所述局部空穴的纳米级簇内,对称性破缺的赝能隙状态被稳定。然后,在Ca 2-xNaxCuO 2Cl 2中存在基本的双组分电子结构11,直到C2 v对称团簇在较高掺杂下接触,并且出现长程超导性。
2012-05-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mott Criticality as the Confinement Transition of a Pseudogap-Mott Metal
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata(印度科学教育研究所加尔各答分校);The Institute of Mathematical Sciences, HBNI(数学科学研究所,HBNI);National Institute of Science, Education and Research, HBNI(国家科学、教育和研究学院,HBNI);Jawaharlal Nehru Center for Advanced Scientific Research(贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心);Indian Institute of Technology Kharagpur(印度理工学院卡拉格普尔分校)
研究揭示伪隙相作为莫特金属与绝缘体转变的临界点,通过强关联晶格模型和Kondo物理揭示非费米液体特性及电子散射率异常缩放。
2025-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pseudogap temperature as a Widom line in doped Mott insulators
赝能隙指的是在空穴掺杂的高温超导体中的特征温度$T^*$以下发现的具有不寻常物理性质的神秘物质状态。确定$T^*$对于理解这种状态至关重要。在这里,我们利用团簇动力学平均场论研究了关联电子系统的最简单模型--哈伯德模型,以确定赝能隙是否仅因强耦合物理和短非局域关联而出现。我们发现,赝能隙的特征温度$T^*$是一个急剧的跨越不同的动力学制度沿着一条线的热力学异常,出现以上的一阶相变,Widom线。因此,从一级相变的临界点发出的Widom线是铜氧化物赝能隙相图的组织原则。不需要额外的对称性破缺来解释这种现象。对称性破缺态出现在赝能隙中,而不是相反。
2012-08-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pseudogap metal and magnetization plateau from doping moiré Mott insulator
本研究基于半导体莫尔材料模拟三角晶格Hubbard模型,预测在小掺杂和中等磁场下,莫特绝缘体会因自旋极化子准粒子形成一种具有单粒子能隙和依赖掺杂磁化平台的赝能隙金属态。
2022-09-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pseudogap, van Hove Singularity, Maximum in Entropy and Specific Heat for Hole-Doped Mott Insulators
第一个迹象的赝隙的铜酸盐来自突然减少的NMR奈特位移在掺杂依赖的温度$T^*(δ)$。从那时起,实验发现相变在较低的$T^*_\text{phase}(δ)$。在高温下对正方格点哈伯德模型采用元胞动力学平均场方法,得到了可靠的结果,证明了$T^*(δ)$具有$T^*_\text{phase}(δ)$的许多特征.与几个实验,包括量子临界行为的电子比热显着的协议,支持的观点,即赝能隙是由有限的掺杂扩展的莫特过渡控制。我们提出了进一步的实验测试。
2019-09-21 cond-mat.str-el
Asymmetries in the electron-hole pair dynamics and strong Mott pseudogap effect in the phase diagram of cuprates
掺杂Mott系统中的电子行为仍然是量子多电子物理中未解决的主要问题。理解各种复杂系统中普遍的莫特行为的一个中心问题是理解它们的电子-空穴对激发模式的性质。使用高分辨率共振非弹性X射线散射(RIXS),我们解决了两个主要类别的掺杂铜氧化物的电子-空穴对激发的动量依赖性,揭示了一个莫特赝能隙在整个布里渊区和整个相图。对带宽和区域边界对速度重整在相图的两侧,在非常不同的速率,表明强烈的粒子空穴掺杂的不对称性观察的第一次。
2004-06-25 cond-mat.str-el
Microscopic Evidence for Preformed Cooper Pairs in Pressure-Tuned Organic Superconductors near Mott Transition
一个奇怪的电子状态伴随着一个异常的超导前体和/或奇异的订单,称为赝能隙状态,出现在超导冷凝物的低掺杂铜氧化物,位于附近的莫特转变。另一种使系统接近莫特跃迁的方法是改变带宽或关联强度,这为探索这种奇异态提供了一个新的维度。在这里,我们报告的核磁共振(NMR)研究层状有机超导体的半填充带的宽度是压力调谐附近的莫特转变。位于莫特转变的边缘的系统显示出赝隙般的反常抑制自旋激发冷却从超导临界温度$T_{\mathrm{c}}$以上。NMR弛豫速率的压力变化表明,通过施加压力,类赝隙行为被迅速抑制。在不同的磁场变化高达18 T下的NMR实验证明,在金属相中不存在与超导性竞争的对称性破缺序,例如电荷序。值得注意的是,赝能隙以上的行为$T_{\mathrm{c}}$和超导冷凝物淡出平行上升的磁场下具有类似的场取向依赖性,表明超导前体是赝能隙的主要来源。我们进一步研究了不同材料在化学压强作用下离Mott跃迁的“距离”不同的情况,证实了超导的前兆不是通常的低维振幅涨落,而是Mott跃迁附近增强的库珀对的非常规预形成。这些研究结果得出结论,预制库珀对持续高达两倍高的$T_{\mathrm{c}}$的带宽控制的莫特过渡的边缘。
2022-09-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Universality of pseudogap and emergent order in lightly doped Mott insulators
人们普遍认为,铜氧化物的高温超导性来自掺杂的莫特绝缘体。母态的物理学看起来简单得令人难以置信:电子从一个位置跳到另一个位置是被禁止的,因为它们在位置上的库仑斥力U大于动能增益t。当通过插入一小部分额外载流子来掺杂这些材料时,电子变得可移动,但莫特态的强关联被认为是幸存的;不均匀的电子秩序,神秘的赝能隙,最终出现超导性。掺杂剂原子的插入如何驱动这种演变尚不清楚,也不知道这些现象是否仅仅是空穴掺杂铜氧化物特有的干扰,或者代表掺杂莫特绝缘体的真正物理特性。在这里,我们可视化的电子状态的演变(Sr 1-xLax)2 IrO 4,这是一个有效的自旋1/2莫特绝缘体一样的铜酸盐,但化学上是根本不同的。使用光谱成像STM,我们发现,对于x= 5%的掺杂浓度,一个不均匀的,相分离的状态出现,与周围的掺杂剂原子簇的pseudogap水坑的成核。在这些水坑中,我们观察到相同的玻璃态电子秩序,这对于低掺杂的铜酸盐来说是如此具有标志性。此外,我们照亮了这种状态的起源,使用独特的可能性本地化掺杂剂原子在这些样品中的形貌。在低掺杂,我们发现的证据更深的捕获载体相比,铜酸盐。这导致完全带隙的光谱,其中化学势在中间带隙处,其在约4%的阈值处突然崩溃。我们的研究结果澄清了Mott状态的熔化,并建立相分离和电子秩序作为掺杂莫特绝缘体的一般特征。
2016-09-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pseudogap and weak multifractality in disordered Mott charge-density-wave insulator
该研究通过STM/STS研究Se替代的1T-TaS2,发现费米能级处形成V形赝能隙且局域态密度呈现弱多重分形,揭示无序诱导的关联金属态为二维体系中涌现超导提供了新机制。
2019-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pseudogap and Mott Transition Studied by Cellular Dynamical Mean Field Theory
我们研究了莫特绝缘体和金属之间的金属-绝缘体转变。从其团簇扩展出发,提出了与原动力学平均场论(DMFT)完全不同的跃迁机制,一致的图象表明,准粒子重量$Z$在金属中保持非零,在跃迁时突然跳到零,而在绝缘体中能隙连续打开.这与原始DMFT相反,在原始DMFT中,$Z$连续地消失,但是间隙不连续地打开。目前的结果所产生的电子分化的动量空间同意最近令人困惑的体积敏感的实验CaVO $_3$和SrVO $_3$。
2007-06-04 cond-mat.str-el
Spin singlet and quasiparticles excitations in cuprate superconductors
我们用电子喇曼散射光谱逐步跟踪了Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_{2}$ O $_{8+δ}$(Bi-2212)铜酸盐从反铁磁(AF)Mott绝缘体到超导(SC)金属的转变。这是通过跟踪源自AF Mott绝缘体的自旋单重态激发、与移动载流子相关的正常态准粒子激发和与SC间隙相关的Bogoliubov准粒子的掺杂依赖性来实现的。我们表明,在此过渡过程中开发的赝隙相的签名,可以解释为通过增强的反铁磁相关性作为温度下降的载流子的阻塞。我们发现,赝能隙,$Δ_{\textrm{pg}}(p)$,密切遵循的自旋单重态激发,$Δ_{\textrm{sse}}(p)$,掺杂$p$的能量尺度。准粒子的寿命大大增加掺杂时的赝能隙崩溃。我们发现,SC间隙,$Δ_{\textrm{sc}}^{\textrm{max}}$和SC转变温度\Tc的最大振幅是链接在一个扩展的范围内的掺杂,如$Δ_{\textrm{sc}}^{\textrm{max}}(p) \propto Δ_{\textrm{sse}}(p)\, T_c(p)$。这种关系表明AF关联在超导机制中起着关键作用。
2022-11-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pseudogap opening and formation of Fermi arcs as an orbital-selective Mott transition in momentum space
本文提出了一种基于动态平均场论的最小团簇扩展的铜氧化物超导体正常态的研究方法。我们的方法是基于一个有效的双杂质模型嵌入在一个自洽浴。该有效模型的两个自由度可以与动量空间的节点和反节点区域相关联。我们发现一个金属-绝缘体的过渡,这是选择性的动量空间:在低掺杂准粒子被破坏的波腹区域,而他们仍然保护在节点区域,导致形成明显的费米弧。我们比较我们的结果隧道和角分辨光电发射实验铜。在非常低的能量下,可以使用旋转不变的从属玻色子来简单描述这种转变。
2009-03-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bosonic resonating valence bond wave function for doped Mott insulators
在电子二次量子化表象下,提出了一类新的掺杂莫特绝缘体基态。它们是从t-J模型的玻色子共振价键(RVB)理论中获得的。在半满时,基态能非常精确地描述S=1/2海森堡模型的自旋关联。其自旋自由度的特征在于自旋的RVB配对,其尺寸随着空穴掺杂到系统中而不断减小。电荷自由度出现掺杂后,并在RVB背景中的扭曲孔所描述的。我们发现扭曲空穴在赝能隙基态中呈现非对角长程序(ODLRO),它具有有限的对振幅,但缺乏相位相干性。在这种赝能隙基态中,未成对的自旋表现为自由涡旋,阻止了超导相位相干。节点准粒子的存在也是由这样一个隐藏的ODLRO在基态,这是非费米液体的超导相位相干性的情况下,确保。也可以构造两种不同类型的自旋激发。讨论了赝能隙基态的超导不稳定性,得到了d波超导基态。这类赝能隙和超导基态将反铁磁性、赝能隙、超导性和莫特物理统一为一种新的物质状态。
2005-06-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of pseudogap and superconductivity in doped Mott insulators
欠掺杂莫特绝缘体给我们带来了多体物理的挑战。本文讨论了单粒子格林函数的零、极点结构的演化。从最近的集团扩展的动力学平均场论中很好地再现了欠掺杂铜氧化物中的赝能隙和费米弧/口袋结构。同时出现的零点和极点使欠掺杂的莫特绝缘体与费米液体分开,并通过拓扑跃迁分开。作为激子在从玻色子框架中的推广,Cofermion提出了零表面形成的起源。cofermion准粒子杂交间隙提供了一个自然的理解pseudogap和各种不寻常的莫特。此外,余费米子提供了一种新的配对机制,其中余费米子有两个角色:它加强了库珀对作为准粒子的配对伙伴,并充当胶水。它提供了一个强大的洞察力,以解决在缺口结构的二分法中发现的难题。
2011-07-03 cond-mat.str-el physics.comp-ph quant-ph
c-axis resistivity, pseudogap, superconductivity and Widom line in doped Mott insulators
层状掺杂的莫特绝缘体,如铜氧化物,表现出不寻常的电阻率温度依赖性。有趣的是,垂直于CuO $_2$平面的电阻率$ρ_c(T)$显示出金属($dρ_c/dT > 0$)和半导体($dρ_c/dT<0$)行为。我们通过计算二维哈伯德模型的$ρ_c$,在元胞动力学平均场理论和强耦合连续时间量子蒙特卡罗作为杂质求解器,揭示了这个难题。温度,$T$,和掺杂,$δ$,依赖性的$ρ_c$控制的赝隙和相关的金属相之间的一阶转变,从超导电性可以出现。在过渡的大掺杂侧,$ρ_c(T)$是金属性的,而在低掺杂侧,随着$T$的降低,$ρ_c(T)$从金属性变为半导电行为。作为掺杂的函数,$ρ_c$跨越一级转变的跳跃在较高温度下演变成急剧的交叉。这种交叉与单粒子态密度中的赝能隙温度$T^*$、自旋磁化率和其他观测值相吻合。这种交叉的巧合预计沿着一阶过渡到超临界状态的延续,称为Widom线。这意味着不仅动力学和热力学性质,而且在正常状态下的DC输运由隐藏的一级转变。$ρ_c(T)$具有高温准线性状态,其中它可以超过Mott-Ioffe-Regel极限,并且当它具有最小值时,它几乎平行于Widom线。
2012-11-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Chiral Pseudogap Metal Emerging from a Disordered van der Waals Mott Insulator 1T-TaS2-xSex
本文利用 ARPES 研究 1T-TaS2-xSex,发现 Se 取代在保持 CDW 序的同时诱导出具有手性谱不对称性的赝能隙金属相,并将其归因于无序 Mott 绝缘体。
2025-03-15 cond-mat.str-el
Coexisting pseudogap, charge transfer gap, and Mott gap energy scales in the resonant inelastic x-ray scattering spectra of electron-doped cuprates
本文计算了电子掺杂铜氧化物的K边共振非弹性X射线散射(RIXS)谱,其中包含了玻色子涨落的耦合.与实验在很宽的范围内的能量和动量转移的比较,使我们能够确定三个关键的正常状态的能量尺度的签名:pseudogap,电荷转移间隙,莫特间隙。计算涉及一个三带哈伯德哈伯德哈密顿量的基础上的Cu $d_{x^2-y^2}$和O $p_x$,$p_y$轨道,与自能校正,这是由于自旋和电荷的波动。我们的理论再现了特征,例如,如实验中所见,作为掺杂的函数的能隙塌陷、大的光谱权重加宽和光谱权重转移。
2012-02-08 cond-mat.str-el
Mott transition in the A15 phase of Cs$_{3} $C$_{60}$: absence of pseudogap and charge order
我们提出了一个详细的核磁共振研究的绝缘体到金属的转变所引起的施加压力$p$在A15相的Cs $_{3}$ C $_{60}$。我们的证据表明,绝缘反铁磁(AF)和超导(SC)相只共存于一个狭窄的$p$范围。在固定的$p$下,在SC跃迁$T_c$以上的金属态下,$^{133}$ Cs和$^{13}$ C NMR自旋晶格弛豫数据似乎受赝能隙样特征支配。我们证明,这一功能,也看到在$^{133}$ Cs NMR位移数据,而不是一个签名的莫特过渡,扩大和涂抹了逐步增加$(p,T)$。对$^{133}$ Cs NMR谱的四极分裂$ν_{Q}$的变化的分析排除了在Mott转变处的任何晶胞对称性变化,并且仅监测到晶格参数的弱变化。这些结果为从理论上考虑远超过临界点的三维多轨道系统中的莫特跃迁提供了一个机会。
2017-06-13 cond-mat.str-el
Entropic Origin of Pseudogap Physics and a Mott-Slater Transition in Cuprates
我们提出了一种新的方法来理解的pseudogap在铜氧化物的起源,在玻色子熵。大量不同的$q$ -玻色子的几乎同时软化产生了一个扩展的短程有序范围,其中随着温度$T$的降低,磁关联的增长非常缓慢。这些熵效应导致与范霍夫奇点(VHS)相关的光谱权重在较高的$T$下快速且接近线性地向半填充移动,这与VHS在温度$\sim T^*$下驱动赝能隙跃迁的图像一致。作为一个副产品,我们开发了一个顺序参数分类方案,预测超之间的序参量的家庭。作为一个例子,我们发现,通过调整跳跃参数,有可能驱动铜氧化物穿过{Mott和Slater物理之间的\it跃迁},其中在交叉处出现自旋受抑状态。
2017-08-03 cond-mat.str-el
Pseudogap from ARPES experiment: three gaps in cuprates and topological superconductivity
1968年,莫特首次提出了一个术语,“赝能隙”是费米能级上电子态密度的耗尽,在许多系统中都观察到了赝能隙。然而,自从1986年发现高温超导体(HTSC)以来,赝能隙在这些系统中的核心作用意味着许多研究人员现在将赝能隙一词专门与HTSC现象联系起来。最近,这个问题已经得到了很多新的关注与重新发现的两个不同的能量标度(“两个间隙”)和电荷密度波模式的铜酸盐。尽管从高温超导赝能隙现象的发现到现在,已经有许多关于赝能隙现象的优秀评论,但赝能隙的机制及其与超导性的关系仍然是一个悬而未决的问题。目前的审查是一个贡献处理的pseudogap,侧重于结果从角分辨光电子能谱(ARPES)和结束的结论,pseudogap在铜酸盐是一个复杂的现象,其中包括至少三个不同的“交织”的订单:自旋和电荷密度波和预制对,出现在不同的部分的相图。铜酸盐中的密度波与超导性竞争电子态,但另一方面,应该将电子结构驱动到Lifshitz转变附近,这可能是超导铜酸盐和铁基超导体之间的关键相似之处。人们还可以注意到,由于铜酸盐中的赝隙有多个起源,因此没有必要重新定义莫特提出的术语。
2015-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doped Mott insulators are insulators: hole localization in the cuprates
我们证明了轻掺杂空穴的莫特绝缘体即使没有无序,在低温下仍然是绝缘体。空穴局域化是因为化学势位于一个赝能隙中,该赝能隙在零温度下的态密度为零。赝能隙的能量尺度由最近邻的单重态-三重态分裂决定。由于这种能量尺度消失,如果过渡,虚拟的或以其他方式,到上哈伯德带是不允许的,在赝能隙制度的基本长度尺度是双占用网站之间的平均距离。因此,赝能隙与两个极限$U\to\infty$($U$是原位库仑排斥)和$L\to\infty$(系统尺寸)的非交换性有关。
2005-06-29 cond-mat.str-el
Excitons and Dark Fermions as Origins of Mott Gap, Pseudogap and Superconductivity in Cuprate Superconductors --- General Idea and Basic Concept Based on Gap Physics
本文根据最近对单粒子格林函数奇异自能结构的理解,重新讨论了掺杂莫特绝缘体的理论。自能中独特的极结构在反常区产生高温超导,而在正常区产生Mott能隙和赝能隙。在这里,我们阐明了电子的分裂,这是确切地举行在莫特绝缘体在原子极限,更普遍地产生出的莫特隙费米子和暗(隐藏)费米子。它不需要任何自发对称性破缺。这两个能隙是这两个费米子与准粒子杂交的结果。我们进一步提出莫特带隙费米子和暗费米子分别是Frenkel型和Wannier型激子的费米子分量,它们共存于掺杂的莫特绝缘体中。在没有自发对称性破缺的情况下,Frenkel型激子的玻色-爱因斯坦凝聚是理解独特的极结构和赝能隙的关键,通过与Mott能隙类似的分形准粒子与暗费米子的瞬时杂化,我们可以发现这种独特的极结构和赝能隙。我们认为,高$T_{\rm c}$超导性归因于Wannier型激子的偶极吸引。与传统的自发对称性破缺引起的凝聚态物质和基本粒子物理,包括量子色动力学的间隙形成机制进行了比较。我们提出了一个理论框架,并讨论了实验测试来分析这个想法和概念。
2018-06-08 cond-mat.str-el hep-th
Mott transition, Widom line and pseudogap in the half-filled triangular lattice Hubbard model
本研究利用动力学团簇近似与量子蒙特卡罗方法求解半满三角晶格Hubbard模型,发现了一阶Mott转变临界点以上的Widom线,支持了热力学极限下有限温度Mott转变的可观测性,并揭示了具有动量依赖性的赝能隙现象。
2023-03-30 cond-mat.str-el physics.comp-ph
Spin Liquids and Pseudogap Metals in $SU(4)$ Hubbard Model in Moiré Superlattice
基于ABC三层石墨烯和六方氮化硼(hBN)以及扭曲过渡金属二硫族化物同质双层膜中三角形莫尔超晶格自旋谷Hubbard的实现,我们基于对称性约束和部分子平均场论研究了可能的Mott绝缘相和赝带隙金属.首先,我们证明了当谷间Hund项破坏$SU(4)$自旋转动时,Luttinger约束允许两种不同的对称和无特征的费米液体。特别是存在一种对称的、无特征的、费米面较小的“赝隙金属”。然后我们建议通过在$ν_T=2$掺杂Mott绝缘体来寻找这种非常规金属态。为此,我们用$SO(6)$ Schwinger玻色子或Schwinger费米子研究了$ν_T=2$ Mott绝缘体。在$SU(4)$对称点处,我们发现了两种对称的$Z_2$自旋液体。有了一个大的反谷间洪德项,一个无特征的莫特绝缘体是自然的。接下来,我们表明,掺杂无特征的莫特绝缘体或$Z_2$自旋液体可以导致无特征或正交的“赝隙金属”与小费米表面成比例的掺杂。此外,我们还提供了一种从赝隙金属到传统费米液体的演化过程。最后,我们对在$ν_T=1$上形成$U(1)$自旋费米表面态或$Z_4$自旋液体的可能性作了简要的评述。
2019-11-21 cond-mat.str-el
Change of carrier density at the pseudogap critical point of a cuprate superconductor
赝能隙是铜氧化物超导体的核心难题。它与低掺杂$p$的Mott绝缘体的关系仍然不明确,并且它与在中间体$p$重建费米表面的电荷序的关系仍然不清楚。在这里,我们使用测量的霍尔系数在磁场高达88 T表明,费米表面重建的电荷顺序在YBa $_2$铜$_3$ O $_y$急剧结束在一个关键的掺杂$p = 0.16$,明显低于赝能隙临界点在$p^* = 0.19$。这表明赝能隙和电荷序是独立的现象。然后,我们发现载流子密度从高p时常规金属中的$n = 1 + p$到低$p$时的$n = p$的变化-轻掺杂铜氧化物的特征-从$p^*$开始。这表明赝能隙和反铁磁Mott绝缘体是联系在一起的。
2015-11-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Slave fermion interpretation of the pseudogap in doped Mott insulators
本文应用slave fermion方法研究掺杂Mott绝缘体,发现AFM关联诱导的极化子机制与holon杂化机制相互竞争导致了赝能隙的出现。
2023-10-18 cond-mat.str-el
Superconductivity and the Pseudogap in the two-dimensional Hubbard model
最近发展的数值方法使明确的构造的超导态的哈伯德模型的强关联电子的参数制度,该模型也表现出赝隙和莫特绝缘相。发现$d_{x^2-y^2}$对称超导性发生在靠近莫特绝缘体的地方,但与它分开的赝能隙非超导相。超导转变温度和序参量的振幅被发现是最大的正常状态的赝能隙的发病。超导电性从正常态赝能隙的出现导致激发能隙的减小。所有这些特征都与所观察到的氧化铜超导体的行为一致。
2013-05-29 cond-mat.str-el
Pseudogap and superconductivity in two-dimensional doped charge-transfer insulators
高温超导性出现在CuO $_2$平面后,掺杂的莫特绝缘体。为了确定莫特物理加上短程关联的影响,我们解决了三带氧化铜模型中的电荷转移制度使用细胞动力学平均场论与连续时间量子蒙特卡罗作为杂质求解器。我们报告的正常和超导相图的掺杂,相互作用强度和温度的函数。在空穴掺杂的电荷转移绝缘体,赝隙和相关的金属之间的相边界由一阶过渡线在有限的掺杂结束在一个临界点,在一个带模型。在端点之外,相边界继续作为Widom交叉线,热力学量在交叉线上达到峰值。这种相界决定了配对机制的变化,是掺杂莫特绝缘体特有的一种涌现现象,与许多微观细节无关。更广泛的影响进行了讨论。
2016-07-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping-driven pseudogap-metal-to-metal transition in correlated electron systems
我们建立了一个掺杂驱动的一阶金属到金属的转变,从赝隙金属费米液体,可以发生在相关的量子材料。我们的结果是基于二聚体哈伯德模型的精确动力学平均场论解。这种转变解释了掺杂Mott材料中许多奇异特性的起源,如铜酸盐中的赝能隙、非相干坏金属、增强的可压缩性和轨道选择性Mott转变。这一现象暗示了相关材料相图中出现的许多奇异相的根源。
2021-09-14 cond-mat.str-el physics.comp-ph
Carrier density crossover and quasiparticle mass enhancement in a doped 5$d$ Mott insulator
本研究通过输运和比热测量,发现掺杂5$d$莫特绝缘体Sr$_2$IrO$_4$在$x$≈0.16处载流子密度从$x$交叉至$1+x$,伴随电导率和比热显著增强,表明赝能隙非前驱配对态,为超导机制研究提供新线索。
2023-12-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-Fermi-liquid behavior and doping asymmetry in an organic Mott insulator interface
高$T_{\rm C}$超导体在正常状态下表现出反常的输运性质,如坏金属和赝能隙行为。为了讨论它们的起源,重要的是要通过研究相似但不同的材料系统来推测这些行为是依赖于材料还是在莫特转变附近的普遍现象。由于二维Mott绝缘和超导状态之间的相邻性、简单的电子性质以及同一样品中的高掺杂/带宽可调谐性,有机Mott晶体管适合于此目的。在这里,我们报告的电子和空穴掺杂下的有机莫特双电层晶体管的输运性质的温度依赖性。在高温下,坏金属行为广泛出现,除了在半填充,无论掺杂极性。在较低的温度下,只观察到的赝隙行为下的空穴掺杂,而费米液体的行为下观察到的电子掺杂。坏金属行为似乎是一个普遍的高能尺度现象,而赝能隙行为是基于较低的能量尺度的物理,可以通过能带结构的细节的影响。
2019-09-09 cond-mat.str-el
Collapse of the Mott gap and emergence of a nodal liquid in lightly doped Sr$_2$IrO$_4$
欠掺杂铜氧化物的超导电性出现在一个不寻常的电子状态,其特征在于节点准粒子和一个波腹赝能隙。这种状态和超导性之间的关系被深入研究,但仍然存在争议。由于缺乏相关掺杂莫特绝缘体的电子结构数据,阻碍了相互竞争的理论模型之间的区别。在这里,我们报告的海森堡反铁磁体Sr $_2$ IrO $_4$,一个密切的类似物欠掺杂的铜酸盐的掺杂演变。我们表明,金属性出现从莫特间隙掺杂的快速崩溃,导致透镜状费米轮廓,而不是断开的费米弧观察到的铜酸盐。有趣的是,新兴的电子液体显示出具有波腹赝能隙的波节准粒子,因此与低掺杂的铜酸盐有很强的相似性。我们的结论是,各向异性的赝隙是一个通用的二维掺杂莫特绝缘体的属性,而不是一个独特的标志铜氧化物高温超导。
2015-06-01 cond-mat.str-el
Pseudogap and electronic structure of electron-doped Sr$_2$IrO$_4$
我们提出了一个理论研究的相关性的影响的电子结构的莫特绝缘体Sr $_2$ IrO $_4$电子掺杂。发现掺杂后Mott能隙迅速崩塌,电子结构在低掺杂水平下表现出强烈的动量-空间差异:费米面由以$(π/2,π/2)$为中心的口袋组成,而赝能隙在$(π,0)$附近打开.它的物理起源被证明是与短程自旋相关。赝隙关闭后,增加掺杂,但分化制度的特点是沿费米表面的光谱强度的调制持续到更高的掺杂水平。这些结果,在细胞动力学平均场论框架内得到的,讨论比较最近的光电子实验和整体良好的协议被发现。
2018-01-26 cond-mat.str-el
Ancilla theory of twisted bilayer graphene I: topological Mott localization and pseudogap metal in twisted bilayer graphene
本研究提出转角双层石墨烯的拓扑莫特局域化辅助粒子理论,通过物理电子与辅助费米子的类激子杂化解释莫特能隙,揭示不同填充下的关联绝缘态、莫特半金属及赝能隙金属等行为,为拓扑能带莫特物理提供统一动量空间描述。
2025-05-19 cond-mat.str-el
Vector chirality for effective total momentum $J_{\textrm{eff}}$ in a nonfrustrated Mott insulator: Effects of strong spin-orbit coupling and broken inversion symmetry
在具有强自旋轨道耦合的非阻挫莫特绝缘体中,由于$ab$平面的反转对称性破缺,出现了自旋轨道耦合的矢量手征。在强自旋-轨道耦合和IS破缺诱导的跳跃积分下,导出了正方晶格上$t_{2g}$ -轨道Hubbard模型的超交换相互作用,解释了Dzyaloshinsky-Moriya(DM)型和Kitaev型相互作用的微观起源.然后,通过采用平均场近似的最小模型,只包括海森伯型和DM型最近邻相互作用,我表明,IS破缺导致自旋轨道耦合的手征作为稳定的螺旋状态的结果。我还强调了硬赝自旋近似在讨论DM型和Kitaev型相互作用存在下的螺旋态的稳定性时的极限,并讨论了它的意义。最后讨论了四元晶场和$J_{\textrm{eff}}=\frac{3}{2}$态的影响,以及对Sr $_{2}$ IrO $_{4}$的$[001]$表面附近的铱酸盐和Sr $_{2}$ IrO $_{4}$与Sr $_{3}$ Ir $_{2}$ O $_{7}$界面的应用。
2016-11-08 cond-mat.str-el
The Crossover from a Bad Metal to a Frustrated Mott Insulator
我们用一种新的蒙特卡罗方法研究了各向异性三角晶格中的Mott跃迁。真实空间的方法,保留扩展的空间相关性,允许在这个沮丧的结构中的非平凡的磁波动的准确治疗。选择各向异性的程度来模拟准二维有机物中的情况,$κ-$(BEDT-TTF)$_2$ Cu[N(CN)$_2$ ]-X,我们检测到一个宽的赝能隙相,具有异常的光谱和传输特性,在“无缺口”金属和“硬能隙”莫特绝缘体之间。磁波动也导致明显的动量依赖性准粒子阻尼和赝能隙的形成费米表面上的莫特过渡接近。我们对“坏金属”状态的预测对有机物有直接的影响,它们可以通过隧穿,角分辨光电发射和磁结构因子测量进行测试。
2013-01-21 cond-mat.str-el
How Cooper pairs vanish approaching the Mott insulator in Bi2Sr2CaCu2O8+d
氧化铜莫特绝缘体的反铁磁基态是通过在实空间(r-空间)中的每个铜原子上局域一个电子来实现的。去除这些电子的一小部分(空穴掺杂)将该系统转变为动量空间(k空间)中的离域库珀对的超导流体。在这种转变过程中,出现了两类不同的电子激发。在高能量下,发现了神秘的“赝隙”激发,而在较低能量下,Bogoliubov准粒子--由库珀对断裂引起的激发--应该存在。为了探索这种转变,并确定两种激发类型,我们已经成像的电子结构的Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8 +d在r-空间和k-空间同时。我们发现,虽然低能量激发确实是Bogoliubov准粒子,他们只占据了有限的区域的k空间,迅速缩小的空穴密度。同时,光谱权重被转移到更高能量的r-空间状态,缺乏来自离域库珀对的激发的特性。相反,这些状态以能量独立的方式在原子尺度上局部打破平移和旋转对称性。我们证明,这些不寻常的r-空间激发,事实上,赝隙状态。因此,当通过降低空穴密度接近莫特绝缘态时,离域的库珀对从k空间消失,被r空间中的局部平移和旋转对称性破缺的赝能隙态所取代。
2008-08-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evolution of Holographic Fermi Arcs from a Mott Insulator
我们研究了电探测和渐近反德西特史瓦西时空中的费米子,它们通过新颖的保持手征对称性的相互作用相互作用。通过计算双费米子两点相关器,我们发现这些体相互作用各向异性地使费米面的边界谱产生间隙。因此,我们设计的相互作用提供了全息模型的费米弧中看到无处不在的赝能隙制度的铜酸盐。我们的相互作用是手征对称性破缺的泡利耦合的修正,泡利耦合以前被认为是莫特物理的全息实现。在体手征对称破缺和边界宇称对称破缺的背景下分别讨论了Mott绝缘和赝能隙物理的起始,并将Mott跃迁解释为非费米液体激发的去禁闭跃迁.
2018-03-02 cond-mat.str-el hep-th
Mott transition and pseudogap of the square-lattice Hubbard model: results from center-focused cellular dynamical mean-field theory
本文利用中心聚焦团胞动力学平均场理论,系统研究方晶格Hubbard模型在最大8×8团簇下的Mott转变与赝能隙,发现临界相互作用随团簇增大而减小,并在4×4团簇上揭示了掺杂依赖的金属-绝缘体渡越、Lifshitz转变及电荷有序倾向。
2024-01-15 cond-mat.str-el
Specific heat maximum as a signature of Mott physics in the two-dimensional Hubbard model
最近对铜酸盐的实验表明,作为掺杂的函数,正常状态的比热在掺杂$δ^*$处急剧达到峰值,其中赝能隙在低温下结束。这一发现被认为是量子临界点的热力学特征,其性质尚未确定。在这里,我们提出了在掺杂的莫特绝缘体制度的二维哈伯德模型的计算,这表明,比热异常可以产生从一个占主导地位的单重态关联的赝能隙相和金属之间的一级转变的有限温度的临界端点。作为在终点温度下掺杂的函数,比热发散。随着温度的升高,峰变得更宽。发散的相关长度与均匀的密度波动有关。不需要破缺的对称性。这些异常也发生在半填充时,作为相互作用强度的函数,并且与有机超导体和超冷原子相关。
2019-09-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Composite-Fermion Theory for Pseudogap, Fermi Arc, Hole Pocket, and Non-Fermi-Liquid of Underdoped Cuprate Superconductors
我们建议,扩展激子的概念掺杂莫特绝缘体提供了一个富有成效的洞察氧化铜超导体的挑战性问题。在我们的扩展中,新的费米子激发称为cofermion出现在广义激子。余费米子与常规准粒子杂化。然后,杂交间隙打开,并被确定为pseudogap中观察到的欠掺杂的铜酸盐。由此产生的费米面重建自然解释了一些不寻常的性质的欠掺杂的铜酸盐,如费米弧和/或口袋的形成。
2010-09-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pseudogap with Fermi arcs and Fermi pockets in half-filled twisted transition metal dichalcogenides
National Laboratory of Solid State Microstructures and Department of Physics, Nanjing University(南京大学固体微结构物理国家重点实验室和物理系);Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University(南京大学先进微结构协同创新中心);Jiangsu Key Laboratory of Quantum Information Science and Technology, Nanjing University(南京大学江苏省量子信息科学与技术重点实验室)
研究揭示了半填充扭态过渡金属二硫化物中通过电子关联驱动的费米弧与费米口袋演变,以及莫特绝缘体到费米液体的转变过程。
2026-01-07 cond-mat.str-el
Direct Connection between Mott Insulator and d-Wave High-Temperature Superconductor Revealed by Continuous Evolution of Self-Energy Poles
铜氧化物的高温超导性是在母体莫特绝缘体中掺杂载流子后产生的。然而,这一公认的事实却没有一个微观的解释。在这里,我们表明,缺少的环节是在能量动量空间的自能极。它的不断演变与掺杂直接连接的莫特绝缘体和高温超导。我们通过数值研究非常小的掺杂区域接近莫特绝缘相的标准模型铜氧化物,二维哈伯德模型。我们首先确定两个相关的自能结构的莫特绝缘体;极产生莫特间隙和一个相对较宽的峰产生所谓的瀑布结构,这是另一个后果的强相关性存在于莫特绝缘体。我们接下来揭示了当系统掺杂载流子时,莫特能隙极或瀑布结构(能量更接近费米能级的特征)直接将其自身转变为具有相同能量和动量的另一个自能极。产生超导性的反常自能恰好同时产生于这个能量-动量点。由此产生的自能极,解释为产生于一个隐藏的费米子激发,不断演变后进一步掺杂,大大提高了超导性。在临界温度以上,相同的自能极在正常状态下产生赝能隙。因此,我们阐明了一个统一的莫特物理机制,固有的莫特绝缘体的自能结构直接产生的高温超导性和赝能隙。
2018-04-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strain-Engineering Mott-Insulating La$_2$CuO$_4$
非常规超导性的转变温度$T_\textrm{c}$通常是可调的。例如,对于单层FeSe,最佳点唯一地结合到氧化钛衬底。相比之下,对于La $_{2-\mathrm{x}}$ Sr $_\mathrm{x}$ CuO $_4$薄膜,这样的衬底是次优的,并且最高的$T_\textrm{c}$替代地使用LaSrAlO $_4$获得。因此,一个突出的挑战是了解薄膜超导性的最佳条件:哪些微观参数驱动$T_\mathrm{c}$的变化,以及我们如何调整它们?在这里,我们通过X射线吸收和共振非弹性X射线散射光谱的结合,演示了La $_2$ CuO $_4$薄膜的库仑和磁交换相互作用如何通过压缩应变来增强。我们的实验和理论计算表明,在掺杂下产生最大$T_\textrm{c}$的衬底也产生最大的最近邻跳跃积分、库仑和磁交换相互作用。因此,我们建议优化的母亲莫特状态作为一种战略,提高铜酸盐的超导转变温度。
2019-03-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong- and weak-coupling mechanisms for pseudogap in electron-doped cuprates
利用二维t-t“-t”-U哈伯德模型的两粒子自洽方法和团簇微扰理论,讨论了电子掺杂铜氧化物角分辨光电子能谱中赝能隙的弱耦合和强耦合机制.在强耦合机制的情况下,这是更相关的近半填充,赝能隙可以主要由附近的莫特绝缘体的短程关联驱动。在附近的最佳掺杂,弱耦合物理更相关,大的反铁磁相关长度,在中子测量中看到的,是起源的赝能隙。t-J模型不适用于后一种情况。
2004-07-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Entanglement and classical correlations at the doping-driven Mott transition in the two-dimensional Hubbard model
量子信息理论工具为描述相互作用多体量子系统中的相位和相变提供了新的视角。哈伯德模型是这类系统的原型模型,可以用最少的假设解释量子物质的丰富现象。最近使用光晶格中的超冷原子对该模型的纠缠相关性质进行的测量表明,纠缠可以为理解掺杂哈伯德模型的开放问题提供关键,包括赝能隙相的显着性质。这些实验发现需要一个理论框架和新的预测。本文从量子信息理论的角度研究了二维掺杂哈伯德模型。利用元胞动力学平均场论研究了掺杂驱动的Mott跃迁的局域熵和总互信息。我们发现,在不同的掺杂这两个纠缠相关的属性检测莫特绝缘相,强相关的赝能隙相,和金属相。印记在纠缠相关的属性,我们还发现了赝间隙相关的金属一级过渡,其有限温度的临界端点,其超临界交叉。通过这个足迹,我们揭示了量子和经典相关性的意想不到的相互作用。我们的工作表明,急剧变化的纠缠相关的属性和不破缺的对称性阶段的特征的赝隙阶段在有限的温度下发病。
2020-11-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Coexistence of full-gap superconductivity and pseudogap in two-dimensional fullerides
最大临界温度为40 K的碱金属富勒烯化物超导体表现出与非常规高Tc超导体相似的电子相图,其中超导性位于磁莫特绝缘状态附近。然而,不同于铜酸盐化合物,其超导通过二维(2D)CuO 2平面,碱金属富勒烯被归因于高Tc家族的三维(3D)成员。在这里,我们采用扫描隧道显微镜显示,三层K3 C60显示完全间隙的强耦合s波超导性,共存空间与一个铜样赝间隙状态高于Tc = 22 K和内的涡旋。电子关联和掺杂的精确控制揭示了超导性发生在超导体-莫特绝缘体转变附近,并在半填充时达到最大值。在整个相图中,s波对称性保持不变,结合半填充以下超导性的突然下降,表明碱金属富勒烯主要是声子介导的超导体,尽管多轨道电子相关也起作用。
2019-11-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Prediction of anomalies in the velocity of sound for the pseudogap of hole-doped cuprates
我们预测在掺杂$δ_{p}$的赝能隙结束在空穴掺杂铜氧化物的正常状态的声音异常。我们的预测是基于二维可压缩的哈伯德模型使用集团动力学平均场论。我们发现尖锐的异常(骤降)的声速作为掺杂和相互作用的函数。这些下降是超临界现象的标志,源于超导圆顶下没有对称性破缺的电子跃迁。如果实验验证,这些签名可能有助于解决赝能隙性质的基本问题-精确定位其起源是由于莫特物理和由此产生的短程相关性。
2022-12-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pseudogap metal induced by long-range Coulomb interactions
在关联电子系统中,材料的金属特性可以在传导电子的整数浓度附近被强烈抑制,因为库仑相互作用禁止局部原子轨道的双重占据。虽然由这种现场相互作用产生的Mott-Hubbard物理学已经被大量研究,但在相关材料中观察到的几种无法解释的现象挑战了这种描述,并呼吁发展新的想法。在这里,我们探索了一个一般的路线,获得相关的行为,是决定性的不同,从自旋相关的莫特-哈伯德机制,而是依赖于存在的未屏蔽的,长程库仑相互作用。我们发现一个pseudogap金属相的特点是由一个发散的准粒子质量和库仑pseudogap的电子光谱中的开放。费米液体状态的破坏是因为电子在几乎冻结的无序电荷背景中移动,因为离散晶格上的长程势的令人沮丧的性质大大减缓了集体电荷重排。目前的赝隙金属实现了Efros的早期猜想,即由于自生随机性,具有强未屏蔽相互作用的量子晶格电子应该出现软库仑隙。
2021-05-18 cond-mat.str-el
Mottness
我们回顾了几个正常状态下的铜氧化物的性质,试图建立一个组织的原则,从赝隙现象,宽光谱功能,$T-$线性电阻率,光谱重量转移出现。我们首先表明,一个单一的临界长度尺度的标准场论不能捕获的$T-$线性电阻率,只要载流子是关键的。似乎缺少的是一个额外的长度尺度,这可能是也可能不是关键。其次,我们证明了一个广义版本的Luttinger定理的莫特绝缘体。也就是说,当莫特绝缘体具有粒子-空穴对称性时,无论空间维数如何,非相互作用系统的费米面都转化为单粒子格林函数的零点面.只有在粒子-空穴对称性存在的情况下,零点曲面的体积才等于粒子密度。零的表面持续在有限的掺杂,并示出提供一个框架,从该框架可以理解的Mott间隙尺度上的pseudogaps,广泛的光谱特征,光谱重量转移。
2007-02-14 cond-mat.str-el
Doping evolution of the electron-hole asymmetric s-wave pseudogap in underdoped high-Tc cuprate superconductors
本文将动力学平均场论应用于二维哈伯德模型,通过集团扩展,研究了高温铜氧化物超导体赝能隙态电子结构的掺杂演化。计算的单粒子激发光谱中的强欠掺杂制度显示出显着的电子-空穴不对称性,并揭示了一个“s波”赝隙,它显示在动量空间中的所有方向上的有限振幅,但并不总是在费米能级:间隙的能量位置强烈依赖于动量,特别是在节点区域,它高于费米能级。随着空穴掺杂的增加,赝能隙在动量空间中的任何地方都消失了。我们表明,起源和“s波”结构的赝隙可以归因于出现一个强散射表面,它出现在能量动量空间接近的莫特绝缘体。
2013-11-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Full Mottness
虽然大多数费米子莫特绝缘体在低温下是有序的,但有序是它们绝缘行为的辅助。我们在这里的重点是从掺杂半填充带的内在强相关物理中解开有序。为此,我们专注于二维哈伯德模型。由于电荷间隙来自现场相关性,因此我们实施了一种结合局部物理的非微扰方法。这种方法的关键是一个自洽的两个网站的动态集群扩展,建立在最近的邻居的能量尺度,$J$。在半填充时,我们发现谱函数具有$U$级的能隙,并且没有任何相干的准粒子峰。在掺杂的情况下,我们发现费米面超过了Luttinger体积。另外,在欠掺杂区,我们发现在单粒子态密度下有一个赝能隙打开,在最佳掺杂以上赝能隙关闭,因此我们的假设与Loram的假设并不矛盾。在类比莫特间隙和反铁磁性,我们建议,有序也可能伴随着形成的赝间隙。我们提出了一个电流模式内的1带模型,保持平移,但打破时间反演对称性沿典型的x和y轴,但不沿$x=\pm y$,这是符合实验观察。最后,我们表明,掺杂莫特绝缘体的霍尔系数必须改变符号的掺杂水平$x<1/3$。符号的变化与掺杂莫特态中强相关物理的终止有关。
2004-03-31 cond-mat.str-el
Temperature Dependence of the Momentum-Resolved Static Spin Susceptibility in a Mott-Proximate Cuprate Model
研究具有s波赝隙的铜酸盐模型中静态自旋磁化率的温度依赖性,发现其起始温度与高温超导体的临界温度相关,且随电子填充减少,轴向粒子-空穴响应增强,表明超导与低能反节点自旋响应抑制相关。
2026-06-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Terahertz nonlinear response in cuprate superconductors and the Higgs field in doped Mott insulators
Institute for Advanced Study, Tsinghua University(清华大学高等研究院)
研究通过新兴Higgs模式解释铜基超导体中THG信号的伪间隙区域持续现象,揭示了掺杂莫特绝缘体中holons与spinoons相互作用对超导相干性的影响。
2025-09-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con