Eliashberg Analysis of Optical Spectra Reveals Strong Coupling of Charge Carriers to Spin Fluctuations in Superconducting Iron Pnictides
分析了Co和Ni掺杂BaFe_2As_2的光学电导率随温度和频率的变化关系,并利用Eliashberg公式提取了电子玻色子谱密度α_2F(w)。在10 meV附近的光谱中的一个大峰的特征能量与自旋激发光谱中的共振峰相一致,给出了令人信服的证据,即在铁基超导体中,自旋涨落强烈地耦合到载流子并介导超导性。此外,光谱被发现随着温度的变化,在更高的能量下,自旋磁化率的结构背景。
2010-06-28 cond-mat.supr-con
Strongly correlated doped hole carriers in the superconducting nickelates: Their location, local many-body state, and low-energy effective Hamiltonian
高温超导体家族最近迎来了一个新成员:空穴掺杂的镍酸盐Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$,其转变温度为$\sim$ 15 K。为了理解它出现的低能行为和实验性质,一个直接的关键问题是超导空穴载流子是像铜酸盐那样存在于氧中,还是像大多数镍酸盐那样存在于镍中。我们通过"(LDA+ $U$)+ED“方案回答了这个关键问题:从密度泛函LDA+ $U$计算中导出了空穴载流子的有效相互作用哈密顿量,并通过精确对角化研究了其局域多体态.令人惊讶的是,不同于在大多数镍酸盐中发现的预期的Ni $^{2+}$自旋三重态,两个空穴的局部基态实际上是Ni-O自旋单重态,第二个空穴大量驻留在氧中。因此,出现的eV尺度模型类似于铜酸盐,主张进一步系统的实验比较。追踪这一意外结果的微观起源,在这种材料中缺乏顶端的氧,我们提出了一个路线,以提高超导温度,和一个可能的量子相变中不存在的铜酸盐。
2022-12-14 cond-mat.supr-con
Superconducting Condensate Formation in Quasi-2D Systems with Arbitrary Carrier Density
本文导出了准二维金属的变载流子密度相图。存在的相位是正常的相位,其中的序参量是零;的伪间隙相位的序参量的绝对值是非零的,但其相位是随机的,和超导相位的交叉准2D Berezinskiii-Kosterlitz-无磁(BKT)区域。交叉区域由准二维BKT温度和常规长程序(CLRO)的起始温度界定。然而,这些区域的实际观测关键取决于载流子密度。在高密度下,赝隙和BKT区域都渐近消失,即获得标准BCS图像。在中等密度的赝能隙相是大的,但BKT区可以忽略不计。最后,在非常低的密度,pseudogap和BKT区域是相当大的。试图解释在低于其临界温度的低掺杂(中等密度)和最佳掺杂高- $T_{c}$超导化合物中观察到的行为。向赝能隙相的过渡也应该被看作是一个交叉。
1999-03-03 cond-mat.supr-con
Raman study of carrier-overdoping effects on the gap in high-Tc superconducting cuprates
研究了重掺杂(Y,Ca)Ba_2Cu_3 O_{7-d}(T_c = 65 K)和Bi_2Sr_2CaCu_2 O_{8+d}(T_c = 55 K)晶体的拉曼散射。对于这两种晶体,在A_{1g}和B_{1g}极化中的电子对断裂峰很大程度上移动到接近2 Δ_0的一半的低能量,Δ_0是最大能隙。它强烈建议s波混合到d波超导序参量和随后的表现库仑屏蔽效应的B_{1g}通道。过掺杂时s波分量的逐渐混合不是由于晶体结构对称性的改变,而是所有高温超导铜氧化物的一个普遍特征。
2003-08-07 cond-mat.supr-con
Time-reversal symmetry breaking in superconducting low-carrier-density quasi-skutterudite Lu3Os4Ge13
本文利用μSR测量研究了低载流子密度准方钴矿Lu3Os4Ge13的超导相,发现其超导态中存在时间反演对称性破缺及复杂能隙函数,表明该体系具有非常规超导特性。
2022-11-06 cond-mat.supr-con
Chiral topological superconductor and half-integer conductance plateau from quantum anomalous Hall plateau transition
我们提出利用磁性拓扑绝缘体薄膜中的量子反常霍尔平台跃迁,通过与传统$s$波超导体的邻近效应实现二维手征拓扑超导态.这种状态具有完整的配对间隙的散装和一个单一的手性马约拉纳模式的边缘。实现这种手征TSC的最佳条件是在掺杂磁性拓扑绝缘体的顶面和底面上具有不相等的超导对振幅。我们进一步提出了几个传输实验来检测手性TSC。一个独特的签名是,在这个混合系统中的矫顽场的电导将被量化为半整数平台。特别地,对于由超导结形成的点接触,电导在$e^2/2h$和$e^2/h$之间振荡,频率由跨结的电压确定。最后,我们讨论了这些实验建议的可行性。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Carrier relaxation, pseudogap, and superconducting gap in high-Tc cuprates: A Raman scattering study
我们描述了不同掺杂的Y-123和Bi-2212单晶的电子拉曼散射实验结果。AF绝缘和金属样品的比较表明,至少低能量部分的光谱主要源于自由载流子的激发。因此,我们提出了一个分析的数据方面的记忆功能的方法。动态散射率和质量增强因子的载体。在B2 g对称性的拉曼数据比较以及从普通和光学输运得到的结果。对于欠掺杂的材料的直流散射率在B1 g对称成为温度无关,大大大于B2 g对称。这种增加的各向异性是伴随着一个损失的光谱重量在B2 g对称性之间的范围内的超导转变在Tc和一个特征温度T* 的顺序室温相比,以及在其他实验中发现的赝能隙温度。受赝能隙影响的能量范围与掺杂和温度无关。在欠掺杂样品中,积分光谱损失约为25%,并且随着载流子浓度的增加而变得更弱。在欠掺杂样品中,光谱中的超导相关特征只能在B2 g对称性中观察到。峰值频率与Tc成比例。我们没有发现赝能隙和超导能隙之间有直接的关系。
1999-08-19 cond-mat.supr-con
Origin of superconducting carriers in "non-doped" T'- (La,RE)2CuO4 (RE = Sm, Eu, Gd, Tb, Lu, and Y) prepared by molecular beam epitaxy
本文系统地研究了我们最近用分子束外延(MBE)发现的T ′-(La ~(3+))~(2-x)(RE ~(3+))_xCuO_4(RE = Sm,Eu,Gd,Tb,Lu和Y)超导体的晶格常数随取代稀土元素浓度x的变化。结果表明,面内和面外晶格常数(a0和c 0)均随x线性减小,外推到x = 2时,与文献报道的各T '-RE_2CuO_4的a0和c 0值一致.这种行为是人们简单地从La 3+和RE 3+之间的离子尺寸差异所期望的。在电子掺杂的T'和无限层超导体中通常观察到的由于电子掺杂而导致的Cu-O键拉伸的不存在意味着通过氧缺陷的电子掺杂至少不是载流子的主要来源。
2005-01-28 cond-mat.supr-con
Carrier flow and nonequilibrium superconductivity in superconductor-based light-emitting diode
将强光约束下的超导发光二极管(Superconductor-based LED)表征为基于超导体的三端器件,并对其输运性质进行了定量研究。在栅控区,我们确认实现新型约瑟夫逊场效应晶体管(JoFET)的性能,其中结的沟道横截面积直接由栅极电压调制。在电流注入区,约瑟夫森结中$μ$ A级的超导临界电流被pA级的恒定电流注入调制。辐射复合过程的这种超导监测灵敏度可以通过考虑吸收光子的能量弛豫导致超导对在有源层中转换为准粒子的事实来解释。利用准粒子密度和超导对密度,讨论了为补偿转换而在有源层和超导电极中发生的载流子流动和非平衡超导性。
2013-12-08 cond-mat.supr-con
Superconductivity and superconducting order parameter phase fluctuations in a weakly doped antiferromagnet
考虑到序参量相位的涨落,分析了最近提出的弱掺杂反铁磁体唯象模型的超导性质。在这个模型中,我们假设掺杂的载流子不能从它们所引入的反铁磁子晶格中移出。这种情况对应于在${\bf k}=(\pm π/2 ,\pm π/2)$处具有最大值的自由载流子光谱,正如在ARPES实验中在绝缘状态下的一些铜酸盐中观察到的那样[1]。在$d_{x^{2}-y^{2}}$对对称性和不同有效耦合值的情况下,研究了超导能隙的掺杂依赖性和模型的温度-载流子密度相图。讨论了这些结果与高温超导体实验的可能相关性。
2006-10-30 cond-mat.supr-con
Giant Grüneisen parameter in a strain-tuned superconducting quantum paraelectric: A consequence of the vanishing ferroelectric phonon energy
超导性和铁电性通常是不相容的,因为前者需要自由载流子,但后者通常被自由载流子抑制,除非它们的浓度很低。在低载流子浓度的钛酸锶的情况下,非常规的超导电性和铁电性被证明是相关的。在这里,我们报告的理论和实验评估Grüneisen参数的发散下的张应力表明,占主导地位的声子模式,提高超导秩序是铁电横向软模。这一发现排除了所有其他声子模式作为应变钛酸锶中增强超导性的主要贡献者。这里所示的方法可以应用于许多其他量子材料。
2020-03-17 cond-mat.supr-con
Effective carrier type and field-dependence of the reduced-Tc superconducting state in SrFe(2-x)Ni(x)As2
测量了SrFe(2-x)Ni(x)As 2单晶的霍尔效应、热电功率、磁化率和上下临界场。霍尔和热电响应的研究表明,在这个系统中的Ni取代的结果在一个占主导地位的类电子的响应,与其他类似的系统中的电子掺杂一致,但与霍尔系数的变化较弱,在热电响应与Ni浓度的一个更渐进的变化。对于具有全超导体积分数的最佳掺杂样品,下临界场和上临界场分别被确定为Hc 1(1.8K)= 0.08T和Hc 2(0)= 25 T,低Tc样品显示出降低的值和非均匀超导性的指示。与其他更高Tc的FeAs基材料相比,上临界场dHc 2/dT的温度依赖性在很宽的温度范围内是线性的,并且Hc 2(0)的大值大大超过了顺磁和轨道极限的常规估计。
2010-01-29 cond-mat.supr-con
Effect of Underlayer Induced Charge Carrier Substitution on the Superconductivity of Ti40V60 Alloy Thin Films
Raja Ramanna Center for Advanced Technology(拉贾·拉曼纳高级技术中心);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所)
研究了底层诱导的电荷载流子替代对Ti40V60合金薄膜超导性质的影响,发现载流子浓度增加导致临界温度降低,Si底层虽引入最大杂乱但产生最高临界温度,表明适度杂乱抑制自旋波动从而增强超导性。
2026-01-09 cond-mat.supr-con
Local transformation of the Electronic Structure and Generation of Free Carriers in Cuprates and Ferropnictides under Heterovalent and Isovalent Doping
我们以前已经表明,在超导圆顶内的掺杂剂浓度下观察到的铜酸盐和铁磷属元素化物的超导特性中的大多数异常,以及圆顶在相图中的位置,不需要了解它们的电子结构的细节来解释,而是可以在描述超导相的团簇结构的简单模型的框架内高精度地理解和计算。这一事实表明,形成我们对HTSC理解的范式发生了变化。在本文中,我们提出了一个统一的观点上的转换的电子结构的铜酸盐和铁磷族化合物上的异价和等价掺杂,掺杂载流子的自定位的假设的基础上。在该表示中,在最初具有不同电子结构(莫特绝缘体和半金属)的未掺杂的铜酸盐和铁磷族化合物中,局部掺杂形成具有自掺杂激子绝缘体的相同电子结构的渗滤簇,其中实现了超导配对的特定机制,这在这样的系统中是遗传固有的。所提出的模型包括一个机制,用于产生额外的自由载流子下的异价和等价掺杂,并使其能够预测其符号,这在一般情况下,不符合掺杂载流子的符号。
2022-05-25 cond-mat.supr-con
Carrier Density Dependence of Superconducting Transition Temperature in Electron-doped $\rm{SrTiO_3}$ Based on the First-principles Calculations
本文基于第一性原理计算研究电子掺杂$\ m{SrTiO_3}$,发现过掺杂区超导转变温度随载流子密度减小而升高,主要归因于铁电软模光学声子的贡献。
2025-09-13 cond-mat.supr-con
Correlated carrier dynamics in a superconducting van der Waals heterostructure
在干净的,分层的二维超导体中的Berezinskiii-Kosterlitz-无边界跃迁的研究有望提供对一系列新现象的洞察,如再入涡旋动力学,潜在的非常规金属相和拓扑超导性。在这封信中,我们报告的载流子动力学在一个新的二维超导范德华异质结构,包括单层的二硫化钼和几层NbSe 2(15 nm)的研究。利用低频电导涨落谱,我们证明了系统中的超导转变是可逆的。我们提出了一个现象学的图片不同阶段的过渡与评估的噪音。波动的高阶统计的分析揭示了非高斯成分周围的过渡表示在系统中的长程相关。
2023-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Precise Pressure Dependence of the Superconducting Transition Temperature of FeSe: Resistivity and ^77Se--NMR Study
我们报告精确的压力依赖性FeSe从电阻率测量高达4.15 GPa。超导转变温度(T_c)随压力的增加而敏感地增加,但在0.5- 1.5GPa之间有一个平台。由零电阻确定的最大T_c在约3.5GPa时为21 K。在4.15GPa下,起始温度达到37 K。我们还用~(77)Se-NMR测量了压力下的核自旋-晶格弛豫速率1/T_1。1/T_1表明在零电阻态实现了体超导。1/T_1T的压力依赖性在高于T_c处出现平台,而T_c的压力依赖性也出现平台,说明1/T_1T与T_c有密切关系。自旋涨落被认为是超导电性机制的一部分。
2009-04-20 cond-mat.supr-con
Coupling of spatially separated carriers in crossed electric and magnetic fields and a possibility of a metastable superconducting state in bilayer systems
结果表明,在双层导电结构中,在特殊结构的电场和磁场交叉作用下(相邻层的电场和磁场符号相反),一对等电荷载流子的能量对动量的依赖关系存在局部极小值。这个最小值对应于一个束缚态的对。局部最小值与绝对最小值之间有一个很大的能量势垒。这提供了束缚态相对于不同散射过程的稳定性。如果对的数量是宏观的,则可能发生到亚稳超导状态的相变。
2001-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Monte Carlo study of an unconventional superconducting phase in Ir-oxide J_{eff}=1/2 Mott insulators induced by carrier doping
基于微观理论研究,我们表明,新的超导电性是由载流子掺杂在层状钙钛矿Ir氧化物中诱导的,其中强的自旋轨道耦合导致有效的总角动量J_{eff} =1/2莫特绝缘体。用变分蒙特卡罗方法,在正方晶格上的t_{2g}三轨道哈伯德模型的基态相图中发现了一个非常规超导态.这种超导状态的特征在于由J_{eff} =1/2 Kramers双重态形成的d_{x^2-y^2}波“赝自旋单线态”,因此包含t_{2g}电子的轨道间以及单线态和三线态分量。对于载流子掺杂的Sr_2IrO_4,发现只有电子掺杂才能稳定超导态,而空穴掺杂则不能稳定超导态。我们还研究了一个有效的单轨道哈伯德模型,讨论了它与高T_c铜氧化物超导体的相似性和多轨道效应。
2012-12-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Cooper pairs or Individual electrons? Based on the magnetic flux quantization and the Tc scaling law of superconducting thin films
回顾了超导史上单个电子载流子和成对电子载流子概念的转折点,回顾了磁通量的量子化解释和实验,并引用了超导薄膜的hc/e磁通量周期性和转变温度标度律等新现象的新发现。结论是:在只包含一个电子的电路中,磁通量周期一般为hc/e,但在从零磁通量开始的第一步中为hc/(2 e)。早期的实验没有观察到hc/e的周期性,因为多个电子从零通量开始做每一个第一步。根据新的实验解释,提出了单个电子载流子理论。它结合了能带理论和哈伯德模型。在能带理论和电子关联的框架下,不对载流子加入库珀对,可以用能带理论解释超导现象。当超导体是莫特绝缘体时,它需要哈伯德模型。该理论使超绝缘体、绝缘体、半导体、导体、超导体的整体形象平稳、连续地过渡。到分数量子霍尔效应的跃迁是连续的、平滑的。
2018-11-05 cond-mat.supr-con
Superfluid density and carrier concentration across a superconducting dome: the case of SrTi$_{1-x}$Nb$_{x}$O$_{3}$
我们提出了一个研究的较低的临界场,\hc 1,\STO作为载体浓度的函数,其目的是量化的超流密度。在低载流子浓度(即欠掺杂侧),超流密度和正常状态下的载流子浓度在实验裕度内相等。这两个数字之间的显著偏差从最佳掺杂开始,并随着掺杂逐渐增加。穿透深度的倒数和临界温度遵循平行的演变,在铜氧化物超导体的情况下。在过掺杂状态下,零温度超流密度在全部消失之前变得比正常状态载流子密度低得多。我们发现,密度不匹配和清洁到肮脏的交叉是相伴的。我们的结果意味着,正常和超导密度之间的差异是预期的超导能隙变得足够小,把系统中的脏极限。由于超导钛酸锶中能带的多重性,脏BCS理论的定量检验并不简单。
2017-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The pressure-induced enhancement of superconducting properties of single-crystalline FeTe0.5Se0.5
的压力依赖性,高达11.3 kbar,超导状态的基本参数,如临界温度(Tc),下,上临界场,相干长度,穿透深度,和它们的各向异性,从磁性测量进行的两个电子晶体样品的FeTe 0.5Se 0.5。我们已经发现,压力引起的增强的所有超导状态的属性,这需要的超导载流子的密度的增长。然而,我们注意到在压力下超导载流子密度的增加比在临界温度下更明显,这可能表明出现了限制Tc随压力增加的机制。我们已经观察到,临界电流密度在压力下至少增加一个数量级。
2012-05-17 cond-mat.supr-con
Superconducting properties of the 2D models with different types of inter-particle coupling
本文讨论和分析了具有局域和不同类型的间接玻色子交换吸引的二维费米子系统在s波和d波配对情况下T=0时的超导性质。特别地,讨论了在不同的配对通道情况下,随着载流子密度和耦合的变化,从玻色-爱因斯坦凝聚过渡到类BCS超导的可能性.考虑了序参量的高斯涨落,研究了带隙的载流子密度依赖性。还讨论了相互作用形式在系统物理行为中的作用。
2003-05-08 cond-mat.supr-con
Enhancement of Superconductivity upon reduction of carrier density in proximitized graphene
单层石墨烯耦合到氧化铟(InO)膜,低载流子密度超导体的超导转变温度(Tc)被发现随着载流子密度的降低而增加,并且在石墨烯中的平均电荷中性点附近最大。这种效应在常规BCS超导体中是非常令人惊讶的。我们从实验和理论两方面研究了这一现象。我们的分析表明,InO薄膜诱导随机电子和空穴掺杂的水坑中的石墨烯。相反极性的这些区域的约瑟夫森效应增强了超导团簇之间的约瑟夫森耦合在InO,以及双层异质结构的整体Tc。当系统的化学势在电子和空穴掺杂区域的电荷中性点之间调谐时,这种增强是最有效的。
2022-03-09 cond-mat.supr-con
Cooper pair trajectories in superconducting slab at self-field conditions
无耗散电流流动是超导体最吸引人和最重要的物理性质之一。在无外磁场(所谓自场)的情况下,对无限长矩形超导体板中的载流子流动的理论研究是基于这样一个假设:载流子在电流方向上具有直线轨迹,而电流密度和磁通量密度以伦敦穿透深度为特征长度向超导板衰减。在这里,我们计算带电粒子的轨迹(作为单个电子/空穴,作为库珀对)在自场条件下,并发现载流子不遵循直观的直线轨迹沿板表面,而是有曲折形状的轨迹,跨越整个厚度的板。此外,如果粒子速度低于某个值,则电荷沿与标称电流相反的方向移动。超导体中正则磁通量密度分布的扰动和库珀对的反向运动可以作为超导体中功率耗散的完整机制。
2020-05-27 cond-mat.supr-con
Band and momentum dependent electron dynamics in superconducting ${\rm Ba(Fe_{1-x}Co_{x})_2As_2}$ as seen via electronic Raman scattering
我们介绍了通过电子拉曼散射获得的高质量${\rm Ba(Fe_{1-x}Co_{x})_2As_2}$单晶中载流子特性的详细信息。实验表明,强带和动量各向异性的电子动力学以上和以下的超导过渡,突出了复杂的带相关的相互作用的重要性。在超导状态深处的低能谱权重的存在表明了一个间隙,该间隙具有可以通过掺杂和/或杂质散射来解除的偶然节点。当结合其他测量,我们的带和动量相关的载流子动力学的观察表明,铁砷化物可能有几个竞争的超导基态。
2009-12-08 cond-mat.supr-con
Electron and hole contributions to normal-state transport in the superconducting system Sn$_{1-x}$In$_x$Te
铟掺杂的SnTe由于其具有拓扑表面态和体超导电性而受到人们的关注。虽然超导转变温度的提高,铟掺杂诱导的电子状态的字符仍然知之甚少。研究了含$0.1\le x \le 0.45$的Sn $_{1-x}$ In $_x$ Te系列单晶的磁输运性质。从霍尔效应的测量,我们发现,占主导地位的载流子类型的变化从空穴类电子在$x\sim0.25$ ;人们会期望电子类载流子,如果在离子具有$+3$的化合价。对于具有$x = 0.45$的单晶,对应于最高的超导转变温度,在正常状态下观察到明显的Shubnikov-de Haas振荡。在磁电阻的测量中,我们发现了弱反局域化(WAL)的证据。我们把量子振荡和WAL归因于先前在光电子发射研究中观察到的大体积Dirac-like空穴口袋,它们与占主导地位的电子类载流子共存。
2018-08-10 cond-mat.supr-con
The London moment: what a rotating superconductor reveals about superconductivity
伦敦矩是旋转超导体获得的磁矩。我们提出,伦敦矩揭示了超导态的以下基本性质:(一)超导体(与普通金属不同)知道电荷载流子的$sign$,(ii)超导电荷载流子是$free$电子,(iii)在向超导状态的转变中,电子从内部被驱逐到表面,(iv)超流电子占据半径为$2λ_L$($λ_L=$ London穿透深度)的轨道,以及(v)自旋电流存在于超导体的基态中。这些性质与迈斯纳效应是一致的,然而迈斯纳效应并没有揭示$directly$的载流子的符号,也没有揭示载流子的质量是自由电子质量的事实,也没有揭示超导体中存在自旋电流的事实。还要注意的是,在BCS超导理论中,上面列出的超导体的关键特性都没有被预测到。相反,这些性质是由空穴超导理论预测的。
2013-10-14 cond-mat.supr-con
Disorder-induced half-integer quantized conductance plateau in quantum anomalous Hall insulator-superconductor structures
在量子反常Hall系统的拓扑跃迁附近存在弱超导邻近效应,这是实现具有手征Majorana边模(CMEM)的拓扑超导体(TSC)的一个途径.最近的一项实验[Science 357,294(2017)]声称在量子反常霍尔超导体结的两端输运测量中以半整数量子化电导平台的形式观察到了这种CMEM。虽然超导邻近效应的存在下,一般分裂的量子霍尔转变成两个相变与间隙TSC之间,在这个快速通信,我们建议,一个几乎平坦的电导高原,类似于预期的CMEM,也可以出现从量子霍尔边缘的渗滤以及之前的TSC的发病或在温度远高于TSC间隙。因此,我们的快速通信表明,为了证实TSC,有必要补充半量子化电导平台的观察与硬超导能隙(这是不可能的无序系统)从电导测量或热输运测量的运输间隙。或者,半量子化的热导也可以作为TSC的确凿证据。
2018-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multiorbital effects on the transport and the superconducting fluctuations in LiFeAs
测量了低剩余电阻率LiFeAs单晶的电阻率、霍尔效应和横向磁电阻。与角分辨光电子能谱和量子振荡数据的比较表明,四个载波带不均匀地有助于运输。然而,载流子的散射率都表现出费米液体所预期的T^2行为。在Tc附近,磁电阻相对于H^2变化的低场偏差允许我们提取超导涨落对电导率的贡献。虽然低于Tc的超导各向异性是相当小的,超导涨落显示准理想的二维行为,持续到1.4 Tc。这些结果要求在此pnictide的超导多带行为的理论理解。
2012-11-13 cond-mat.supr-con
Superconducting materials: the w$hole$ story
Ted Geballe在70年的杰出科学生涯中为超导材料的知识做出了巨大贡献,包括对所谓的传统和非传统超导体的突破性发现和研究。在他100岁生日的这一年,我想说的是,泰德研究过的所有超导材料,以及那些他没有研究过的超导材料,都有一个共同点,那就是空穴载流子。这包括掺杂$Tl$的$PbTe$,泰德提出超导性是由负U配对驱动的。我将讨论为什么空穴载流子对于材料成为超导体是必要的,以及这对理解超导的基本物理学的影响。
2019-08-04 cond-mat.supr-con
Superconducting Fluctuation investigated by THz Conductivity of La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$ Thin Films
研究了不同载流子浓度的$_{2-x}$ CuO $_4$薄膜的太赫兹电导率随频率的变化。复电导率的虚部从远高于零电阻超导转变温度$T_\text{c}^\text{zero}$开始显著增加,这是因为存在具有短寿命的波动超流密度。对于欠掺杂样品,超导涨落的起始温度至多为$\sim 2T_\text{c}^\text{zero}$,这与先前报道的微波电导率分析一致。在0.5T磁场下,超导涨落没有增强.我们还发现超导涨落的温度依赖性对La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$的载流子浓度敏感,这反映了超导转变温度附近临界动力学性质的差异。结果表明,能斯特信号的起始温度与超导涨落无关。
2012-02-04 cond-mat.supr-con
Direct observation of the superconducting gap in thin film of titanium nitride using terahertz spectroscopy
本文报道了在90 - 510 GHz(3 - 17 cm-1)频率范围内超导氮化钛(TiN)的载流子动力学。实验是在临界温度为3.4 K、厚度为18 nm的TiN薄膜上进行的。测量范围从室温到2 K,磁场高达7 T.我们提取了复电导率的实部和虚部作为频率和温度的函数,直接提供了超导能隙。进一步的分析得出超导伦敦穿透深度。研究结果以及正常状态下的性质强烈表明传统的BCS超导性,强调BCS比3.44。详细分析了硅衬底的载流子动力学。
2012-10-26 cond-mat.supr-con
The mechanism of hole carrier generation and the nature of pseudogap- and 60K-phases in YBCO
在假定$_{2}$平面上Cu离子对上形成NUC的模型框架内,考虑了空穴载流子的产生机制,并解释了$YBa_{2}Cu_{3}O_{6+δ}$中的赝能隙和60 K相。公寓距离计算得到的$YBa_{2}Cu_{3}O_{6+δ}$中空穴浓度随掺杂$δ$和温度的变化关系与实验数据完全吻合。从模型中可以看出,赝能隙具有超导性质,并在温度为$T^{*}>T_{c\infty}>T_{c}$时在小团簇中由于NUC占据的大波动而结合了许多NUC。这里$T_{c\infty}$和$T_{c}$分别是无限和有限NUC的超导转变温度。计算的$T^{*}(δ)$和$T_{n}(δ)$依赖性与实验结果一致。$T^{*}(δ)$和$T_{n}(δ)$之间的区域对应于小团簇由于NUC占据的波动而在超导态和正常态之间波动的波动区域。研究结果可作为支持所提出的高温超导模型的重要论据。
2005-08-03 cond-mat.supr-con
Superconducting properties of Fe-based layered superconductor LaO$_{0.9}$F$_{0.1-δ}$FeAs
我们采用一种新的方法合成了单相的掺氟LaOFeAs化合物,并证实了该铁基体系在20 K以上的超导电性。结果表明,该超导体具有较高的上临界场,约为54 T.在远红外反射光谱中观察到低于T $_c$的超导能隙开口的明显特征,2 $Δ/\textit{k}T_c\approx$为3.5-4.2。此外,我们表明,新的超导体具有电子型导电载流子与一个相当低的载流子密度。
2008-06-28 cond-mat.supr-con
Electron-phonon Coupling and the Superconducting Phase Diagram of the LaAlO3-SrTiO3 Interface
LaAlO_3-SrTiO_3界面超导体为研究稀载流子密度极限下的二维超导提供了一个模型系统。在这里,我们实验解决在这种超导体的配对机制。我们提取的电子-声子的光谱函数从隧道光谱和结论,不排除进一步的配对通道的贡献,电子-声子介导的配对是足够强的超导临界温度。此外,我们还讨论了电子-声子耦合与超导相图的关系。电子-声子谱函数与载流子密度无关,除了欠掺杂区的一小部分相图。隧穿测量表明,随着载流子密度的增加,化学势的增加趋于平稳,在相图的过掺杂区为零。这表明,额外感应的载流子不填充承载超导态的能带,并且超导序参量因此被另一能带中的载流子的存在所削弱。
2015-05-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hole Concentration Effect on the Microwave Nonlinearity of Tl2Ba2CaCu2O8-d Superconducting Thin Films
Tl_2Ba_2CaCu_2O_8薄膜的载流子浓度通过在N_2气氛中退火而改变。结构和氧含量的X射线分析揭示了载流子浓度和氧耗尽之间的对应关系。用介质谐振器测量了TC和非线性表面阻抗,发现非线性斜率参数r=dXS/dRS在临界温度收敛到1,表明约瑟夫森磁通滞后对非线性的主导作用。在0.180<p<0.195孔/Cu之间的小范围掺杂水平中观察到高电感非线性,其不包括0.16孔/Cu的最佳掺杂水平。
2013-10-15 cond-mat.supr-con
Critical doping for the onset of a two-band superconducting ground state in SrTiO$_{3-δ}$
在掺杂SrTiO $_{3}$超导性持续下降到一个非常低的浓度的移动电子。这限制了相关的能量窗口和可能的配对场景。我们提出了一个量子振荡和超导转变温度的研究,$T_{c}$作为载流子密度从$10^{17}$到$10^{20}$ $cm^{-3}$调谐,并确定两个临界掺杂水平对应的填充阈值的上带。在第一临界掺杂,这将在缺氧样品中的单带和双带超导制度分开,T $_{c}$随载流子浓度的稳定增加突然停止。在该掺杂水平附近,最低能带中的能量分散显示出从抛物线行为的向下偏离。结果施加新的约束微观配对的情况下。
2014-05-22 cond-mat.supr-con
Superconducting properties and Hall Effect of epitaxial NbN thin films
我们用反应磁控溅射法在(100)取向的单晶MgO衬底上生长了一系列NbN外延薄膜,测量了不同条件下薄膜的磁输运特性和霍尔效应。霍尔效应测量结果表明,NbN薄膜中的载流子密度对生长条件很敏感。在正常态电阻率最高(rho_n~ 3.83 micro-Ohm-m)、转变温度最低(Tc~9.99K)的薄膜和正常态电阻率最低(rho_n~ 0.94 micro-Ohm-m)、转变温度最高(Tc~16.11K)的薄膜中,载流子密度增加了3倍,而载流子迁移率除了电阻最大的薄膜外没有明显变化。我们的研究结果表明,NbN的Tc主要是由载流子密度,而不是无序散射。通过改变生长过程中的载流子浓度,我们可以改变有效无序度(kF_l),使其从中等清洁极限到脏极限,这使得该系统成为研究载流子密度和无序度对s波超导体超导性质的相互作用的理想系统。
2008-05-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Superconducting phase diagrams of cuprates and pnictides as a key to the HTSC mechanism
本文回顾了铜酸盐和磷族化合物的实验相图,以证明在所提出的方法的框架内,它假设形成,在异价掺杂,局部trion复合物组成的掺杂载流子和电荷转移(CT)激子的超导相图的具体功能,在bothHTSC家庭可以理解。在晶体的基面中含有CT激子(CT斑)的这种单元的几何形状由其晶体结构和掺杂剂的类型确定,使得对于每种特定化合物,可以容易地确定对应于CT斑的渗滤簇的存在的掺杂剂浓度范围。这些掺杂剂的浓度范围符合良好的精度与实验范围的超导圆顶的相图中考虑的高温超导化合物。在这种模式中,自由载流子的产生和超导配对机制与相邻CT斑块中出现的双激子复合物(Heitler-London中心)有关。
2018-01-21 cond-mat.supr-con
Multi-band superconductivity and nanoscale inhomogeneity at oxide interfaces
当通过选通调整载流子密度时,LaTiO 3/SrTiO 3或LaAlO 3/SrTiO 3氧化物界面处的二维电子气变为超导。测量的电阻和超流密度揭示了一种非均匀的超导性,这种超导性是由嵌入在非超导基质中的具有随机分布的临界温度的超导“水坑”的导电结构的渗流引起的。在超导性与高迁移率载流子的出现有关的证据之后,我们通过弱耦合BCS方案中的多带系统来模拟熔池内超导性。微观参数,通过拟合的传输数据与一个简化模型提取,产生一致的描述的平均内的水坑临界温度和超流密度的载流子密度的依赖性。
2013-04-10 cond-mat.supr-con
Ultra-low carrier density superconducting bolometers with single photon sensitivity based on magic-angle twisted bilayer graphene
本研究系统考察MATBG超导态与单光子的相互作用,发现16平方微米器件吸收单个红外光子即可破坏超导态,并验证其可作遵循泊松统计的单光子探测器。
2024-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
In-plane optical spectra of Y$_{1-x}$Ca$_{x}$Ba$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-δ}$: Overdoping and disorder effect on residual conductivity
测量了不同Ca浓度(x= 0,0.11和0.16)的无孪晶Y $_{1-x}$ Ca $_{x}$ Ba $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7-δ}$单晶从最佳掺杂区到重过掺杂区的面内偏振反射率谱随温度的变化.低能光电导率谱表明,在远低于超导转变温度的温度下,存在类似德鲁德的剩余电导率,这表明在超导状态下存在未成对的正常载流子。比较在一个固定的Ca含量或在一个固定的掺杂水平的光谱,我们已经发现,载流子过掺杂增加未成对的载流子除了由Ca-无序引起的。我们还发现了无钙样品的一维CuO链的超导行为。
2012-01-09 cond-mat.supr-con
Electric field-induced superconducting transition of insulating FeSe thin film at 35 K
据认为,绝缘母相中的强电子关联将通过提高高Tc铜酸盐中已知的库珀对的结合能来提高掺杂相中的超导性的临界温度(Tc)。为了在绝缘相中诱导超导体转变,需要注入高密度的载流子(例如,通过杂质掺杂)。具有离子液体栅极绝缘体的双电层晶体管(EDLT)使得能够研究这种场致转变,并且预期导致高Tc,因为它没有通常由常规载流子掺杂(例如,化学取代)。这里,对于绝缘外延薄膜,(~10 nm厚)的FeSe,我们报道了在施加+5.5 V的栅偏压下使用EDLT的35 K的高Tc,其比体FeSe的高4倍。栅偏压下的霍尔效应测量表明沟道中高度积累的电子载流子,其面密度估计为1.4 × 10^15 cm-2(平均体密度为1.7 × 10^21 cm-3),是高Tc超导性的起源。这一结果表明,EDLT是有用的工具,以探索绝缘母体材料的最终Tc。
2016-03-29 cond-mat.supr-con
Possible anisotropic superconducting pairing in cubic ThPt4Ge12
对多晶ThPt 4Ge 12进行了横向场μ子自旋旋转测量。测得该化合物涡旋态的磁穿透深度$λ$和超导相干长度$ξ$分别为112(5)nm和32(2)nm。我们估计了准粒子$m^* \approx 4.6\times m_e$的有效质量,超流载流子密度$n_s \approx 1.02 \times 10^{28}$ carriers/m $^{3}$,零温超导带隙为0.67 meV,对应于比率:2 $Δ(0)/k_BT_c$ = 3.76。在不可逆温度$T_{ir} \sim $ 2.5 K以下,我们发现涡旋态μ子自旋弛豫速率ZFC-和FC- $σ_s(T)$的温度依赖性有显著差异。线性场依赖性的$λ(H)$,小比例$T_{ir}/T_c$,和幂律行为的温度依赖性的$λ(T)$似乎是一致的各向异性超导配对的化合物研究。在Uemura分类框架下,对超导转变温度与有效费米温度的相关性分析表明,ThPt 4Ge属于同一类奇异超导体。
2009-08-10 cond-mat.supr-con
Simultaneous drop in mean free path and carrier density at the pseudogap onset in high-$T_c$ cuprates
高温超导铜氧化物的区别在于一个神秘的赝能隙,它在超导转变温度最高的最佳掺杂附近打开。关键问题涉及它的起源以及它是否对超导性至关重要。最近的场致正常态传输实验的空穴掺杂的铜氧化物测量掺杂依赖的霍尔数和电阻率的突然变化,符合载流子密度从$1+p$下降到$p$孔每铜原子,进入赝能隙相。在这项工作中的电阻率的变化进行了分析,反铁磁序诱导费米表面重建模型,已经成功地描述了霍尔数。为了这个模型来描述电阻率,我们发现,零温度的平均自由程也必须突然下降的费米面的大小成比例。这表明,口袋内散射的基础上观察到的电阻率上升的赝间隙状态。
2017-09-14 cond-mat.supr-con
Gate-controlled low carrier density superconductors: Toward the two-dimensional BCS-BEC crossover
超导电性主要出现在高载流子密度的系统中,有时也会出现临界温度Tc随载流子密度的增加而不断发展的共同相图。轻掺杂区超导性增强的研究报道较少,但这是一个理想的方向,可以跨越Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)和玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的极限,其中库珀对的行为发生显著变化。在这里,我们报告的传输特性和超导间隙在单晶锂夹层层状氮化物(LixHfNCl和LixZrNCl)的低掺杂制度,使离子门控装置和隧道光谱的组合。在减少掺杂,这两个系统显示的Tc的增加,高达24.9 K,特别是在LixHfNCl,与随之而来的增强的二维性导致低于35.5 K的赝能隙状态以及超导耦合强度的增加2D/kBTc达到5.9。这种在低至10^20 cm-3载流子密度区的行为表明,轻掺杂二维超导体表现出前所未有的不同于传统超导体的性质,并提供了一种新的途径来获得BCS-BEC交叉。
2018-08-20 cond-mat.supr-con
Electric field control of disorder-tunable superconductivity and the emergence of quantum metal at an oxide interface
本文报道了超导LaAlO_3/KTaO_3(111)界面的异常场效应,其温度为Tc ~ 2K。通过在KTaO 3上施加栅极电压(VG),界面可以从超导状态连续地调谐到绝缘状态,从而产生圆顶形的Tc-VG依赖性。如霍尔效应测量中所证明的,电选通对载流子密度仅具有微小的影响,而它改变了界面中载流子的空间分布,因此显著地改变了载流子的无序水平。随着温度的降低,超导和绝缘侧的电阻在最低温度下饱和,尽管初始急剧下降或增加,这表明出现了与失效的超导体和/或易碎绝缘体相关的量子金属态。磁场驱动的超导体到绝缘体的量子相变的VG调制揭示了非普适临界性。
2020-09-13 cond-mat.supr-con
Transition in High and Low Temperature Superconductors as Bounded Bose Einstein Condensation
高温超导体中的超导转变一直是人们所不了解的。传统的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)理论提供比实验值高许多倍的Tc估计。提出的有界玻色-爱因斯坦凝聚(BBEC)模型假定凝聚体中超导载流子的能量受费米能的约束。BBEC理论从忽略任何载流子配对项的能量平衡预测Tc,并假设低温超导体(LTS)中的3维(3D)超导输运和高温超导体中费米弧节点附近的2D超导输运。BBEC产生的Tc标度关系近似的半经验定律,并提供Tc与实验数据一致。这种在高温超导中的一致性表明了BBEC作为超导转变的主要机制的作用,表明了传输沟道(可能与条纹有关),并证明了对Tc以上的配对或配对对能量平衡的微小贡献(可能与赝能隙有关)。
2013-12-04 cond-mat.supr-con
Thermal fluctuations in superconducting phases with chiral $ d + id $ and $ s $ symmetry on a triangular lattice
研究了具有扩展的$ s $和手征$ d + id $对称性的超导序参量的热涨落行为。在准二维单带模型的框架内,在相邻的网站之间的电子之间的吸引力的三角形晶格上进行了研究。本文采用基于泛函积分理论的方法,一致地考虑了耦合电子对的序参量涨落和载流子散射。得到了相位起伏概率随温度和载流子浓度的分布函数。计算了平均超导序参量的振幅随温度的变化。超导态的相图构造的整个范围内的变化的电荷载流子浓度$ 0 <n <2 $。在此范围的边界附近,实现了具有扩展的$ s $对称性的拓扑平凡的超导态,而在它们之间实现了具有拓扑非平凡的手征$ d + id $对称性的超导态。计算出的异常自能与使用机器学习技术获得的实验结果进行了比较。
2020-09-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum critical origin of the superconducting dome in SrTiO$_3$
我们在量子临界的框架内,使用密度泛函和强耦合理论相结合的方法研究了掺杂SrTiO $_3$(STO)的超导电性的起源。我们的密度泛函计算的铁电软模频率作为掺杂的函数揭示了从量子顺电到铁电行为的交叉,在掺杂水平与实验观察到的超导圆顶的顶部相一致。基于这一发现,我们探索了一种模型,其中STO的超导性是通过其接近铁电量子临界点和软模波动提供的配对相互作用引入载流子。在我们的模型中,超导圆顶的低掺杂极限是由费米面的出现来解释的,而高掺杂极限是由量子临界区的偏离来解释的。我们预测,最高临界温度将增加和转移到较低的载流子掺杂与增加$^{18}$ O同位素取代,一种情况下,是实验验证。
2015-07-29 cond-mat.supr-con
Ultra-high critical current densities of superconducting YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ thin films in the overdoped state
研究了YBCO薄膜从欠掺杂到过掺杂态的氧掺杂,发现过掺杂下临界电流密度随载流子密度持续增加,在量子临界点达极高值,为提升REBCO涂层导体的载流能力提供了新途径。
2020-09-07 cond-mat.supr-con
Density induced BCS-Bose evolution in gated two-dimensional superconductors: The Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition as a function of carrier density
我们讨论了从BCS到玻色超导的演化与载流子密度的门控二维s波超导体。我们发现从正常态到超导态的转变是由Berezinskiii-Kosterlitz-无尾涡旋-反涡旋配对机制控制的,而从高载流子密度(BCS配对)到低载流子密度(玻色配对)的演化只是s波系统中的一个交叉.我们比较我们的结果,最近的实验超导体LixZrNCl,锂插入层状氮化物,并获得很好的定量协议在低和中等密度。
2021-06-18 cond-mat.supr-con
Realization of continuously electron doping in bulk iron selenides and identification of a new superconducting zone
众所周知,硒化铁超导体表现出不同于铁磷属化物的独特特性,特别是在电子掺杂区。然而,由于体材料中载流子浓度难以控制,对FeSe的连续载流子掺杂及其相应的晶体结构的深入研究还很缺乏。本文报道了一个新的体相Lix(C3 H10 N2)0.37FeSe的成功合成,它具有连续的超导圆顶,在0.06~0.68范围内具有Lifshitz转变。我们证明,与电子掺杂,FeSe层的阴离子高度偏离线性远离pnictides和加压FeSe的优化值。这一特点导致新的超导区具有独特的掺杂依赖的电子结构和强的轨道选择性电子相关。当Fe的3dt 2g轨道具有几乎相同的中间电子关联强度时,在两个独立的超导区中具有3~4之间的适度质量增强,可获得最佳的超导电性。我们的结果对于实现铁基材料超导电性的统一机制具有重要意义。
2018-08-26 cond-mat.supr-con