Origin of Ferroelectricity and Superconductivity with Nontrivial Electronic Topology in Fluorinated Nb2N
本文通过第一性原理计算发现氟化二维Nb2N中H3-Nb2NF2兼具垂直铁电性、非平凡拓扑和10 K超导，而H1-Nb2NF2的Tc达32 K，为电场调控超导-铁电切换器件提供了理论依据。
2024-04-30 cond-mat.supr-con
Strongly coupled interface ferroelectricity and interface superconductivity in LAO/KTO
本研究发现LAO/KTO氧化物界面中铁电性与超导性共存且强耦合，调控铁电可使界面电导率变千倍并调控超导，为铁电超导及超导非易失调控开辟新方向。
2025-06-18 cond-mat.supr-con
Spin-orbit-coupled ferroelectric superconductivity
受近年来铁电有序与金属性共存研究的启发，我们研究了铁电（FE）超导电性，其中在超导态发生了铁电结构的相变。本文研究了具有Rashba型反对称自旋轨道耦合（ASOC）的二维s波超导体。假设极性晶格位移与ASOC强度之间存在线性关系，我们将Rashba型ASOC视为类FE有序的分子场。结果表明，当系统处于超导状态时，类场序是由磁场引起的。此外，我们澄清了FE超导在低载流子密度制度，这是最近发现的掺杂SrTiO $_3$。结果表明，在没有磁场的情况下，铁电超导态可以稳定在该区域。我们的结果为利用超导性控制电极化的强度开辟了一条途径，即超导多铁性。
2018-07-28 cond-mat.supr-con
Coexistence of ferroelectricity and superconductivity in a two-dimensional monolayer
本文提出通过空穴掺杂具有反键最高价带的铁电绝缘体实现铁电与超导共存，并以二维SnS单层为例，在0.30空穴/原胞掺杂下获得增强极化和约7 K超导转变温度。
2024-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ferroelectric enhancement of superconductivity in compressively strained SrTiO$_3$ films
SrTiO $_3$是一种处于极性不稳定性边缘的初期铁电体，其在低温下通过量子涨落来避免。在这种不寻常的量子顺电相，超导性持续存在，尽管极其稀释的载流子密度。铁电涨落被怀疑通过促进电子配对在超导电性的起源中起作用。为了研究这种可能性，我们使用光学二次谐波产生来测量压应变SrTiO $_3$薄膜中的铁电序参量的掺杂和温度依赖性。在低温下，我们发现了一个自发的平面外的铁电极化与正常状态的电阻率异常的发病完全相关。这些异常以前已与掺杂SrTiO $_3$膜中的超导临界温度的增强相关联，直接连接铁电相和超导相。我们发展了一个长程平均场伊辛模型的铁电相变解释的数据，并提取系统中的相关能量尺度。我们的研究结果支持了长期怀疑SrTiO $_3$中铁电性和超导性之间的联系，但对铁电涨落所起的作用提出了质疑。
2019-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Ferroelectric Hysteresis in Superconducting Bilayer Td-MoTe2
State Key Laboratory of Quantum Functional Materials, School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University（上海科技大学物理科学与技术学院量子功能材料国家重点实验室）；ShanghaiTech Laboratory for Topological Physics, ShanghaiTech University（上海科技大学拓扑物理实验室）
研究揭示了超导双层中通过层间配对实现的铁电滞回超导性，提出铁电与超导耦合机制及实验验证路径。
2026-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Emergent superconductivity in doped ferroelectric hafnia
本研究通过第一性原理计算，在电子掺杂铁电相Pca2₁ HfO₂中实现类铁电金属态，借由非极性光学声子的强电声耦合诱导常规超导，建立铁电性与超导性的关联，获得10-30K可调超导温度，为硅基兼容的高性能量子集成系统提供新方向。
2023-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Synergetic ferroelectricity and superconductivity in zero-density Dirac semimetals near quantum criticality
研究了三维零密度狄拉克半金属在铁电量子临界点附近的超导性。我们发现，临界性，反演对称性破缺，和狄拉克色散的相互作用产生了一个强大的超导状态的电荷中性点，在那里没有费米面。利用Eliashberg理论，我们表明，铁电量子临界点是不稳定的铁电密度波（FDW）的形成，其波动，反过来，导致一阶超导转变。令人惊讶的是，远程超导和FDW订单被发现相互合作，在更常见的情况下相竞争。因此，我们建议驱动电荷中性狄拉克材料，例如，Pb $_x$ Sn $_{1-x}$ Te，通过铁电量子临界点可能导致超导性与FDW有序交织。
2022-11-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in a ferroelectric-like topological semimetal SrAuBi
本研究在层状半金属SrAuBi中观测到2.4K超导电性，该材料具强自旋-轨道耦合与214K极性-非极性结构相变，费米能级附近存在Rashba自旋劈裂与多狄拉克点，为探索奇异超导态与拓扑表面态提供新方向。
2023-12-19 cond-mat.supr-con
Strain and ferroelectric soft mode induced superconductivity in strontium titanate
我们研究了应变对SrTiO $_3$超导电性的影响。假设一个铁电模式，在拉伸应变下软化是负责的耦合，在临界温度和超导载流子密度的范围内的增加被预测，而超导圆顶的峰值移向较低的载流子密度。在二维中使用Ginzburg-Landau方法，我们发现临界温度对应变的线性依赖性：如果序参量和不同方向的应变之间的耦合不同，而它们的总和是固定的，则可以理解单轴和双轴（均匀）应变下的不同行为。
2017-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Coupled Ferroelectricity and Superconductivity in Bilayer $T_d$-MoTe$_2$
本文发现双层T_d-MoTe$_2$同时具有铁电开关和超导电性，其铁电转变伴随电场驱动的一级超导-正常态转变，并揭示了最大超导转变温度与补偿电子-空穴费米口袋及带间配对相互作用的关联。
2023-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
Novel pairing mechanism for superconductivity at a vanishing level of doping driven by critical ferroelectric modes
超导（SC）发生在低密度的移动电子仍然是一个谜，因为标准理论不适用于这一制度。我们解决这个问题，通过使用铁电（FE）模式，介导电子之间的有效吸引力的微观模型。当零动量附近的模式色散较陡时，前向散射是主要的配对过程，并且间隙函数的自洽方程可以解析求解。该解决方案具有独特的功能：不同的动量分量的间隙函数解耦，并在FE模式的临界状态，不同的频率分量也解耦。这导致了实验上可以观察到的效应：间隙函数在温度上可以是非单调的，并且临界温度可以与化学势无关。该模型适用于轻掺杂极性半导体，特别是钛酸锶。
2018-12-13 cond-mat.supr-con
Ferroelectric quantum criticality and enhanced superconductivity in plastically deformed strontium titanate
量子材料的性质通常使用实验变量来调整，例如压力、磁场和掺杂。在这里，我们探索一种不同的方法：不可逆的，塑性形变的单晶。我们表明，超导体SrTiO $_3$的压缩塑性形变诱导低维超导性显着高于超导转变温度（$T_c$）未变形的样品，与超导相关性的证据，在两个数量级以上的散装$T_c$的温度。超导电性的增强与自组织位错结构的外观，所揭示的扩散中子和X射线散射。我们还观察到签名的变形引起的量子临界铁电波动和非均匀的铁电秩序通过拉曼散射。这些结果表明，周围的自组织位错结构的应变诱导局部铁电性和量子临界动力学，强烈影响$T_c$，与软极性波动增强超导性的理论一致。更广泛地说，我们的研究结果表明，塑性形变和位错工程的工具，操纵量子材料的电子性能的承诺。
2021-05-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Anisotropic superconductivity mediated by ferroelectric fluctuations in cubic systems with spin-orbit coupling
基于体掺杂SrTiO $_{3}$的超导电性随着接近铁电量子临界点（FE-QCP）而增强的实验观察，我们研究了电子交换低能铁电涨落的立方体系的配对不稳定性.而不是梯度耦合与铁电性相关的晶格畸变，我们认为电子和玻色子铁电场之间的直接耦合，出现在自旋轨道耦合的存在下。工作在弱耦合制度，我们发现，配对相互作用是由软横光学（TO）模式，导致在接近FE-QCP时的$T_{c}$增强。在偶宇称态中，我们发现虽然$s$波态总是获胜，但随着TO模的软化，具有较高库珀对角动量的态成为密切的竞争者。我们表明，立方各向异性的FE波动混合的$s$波和$g$波状态，导致在一个特征的各向异性的间隙函数。当接近FE-QCP时，间隙各向异性表现为非单调的：在降低TO模式频率时，间隙各向异性首先改变符号，然后增加幅度。我们讨论了我们的结果可能的应用到超导态的SrTiO $_{3}$。
2020-01-14 cond-mat.supr-con
Theory of superconductivity mediated by Rashba coupling in incipient ferroelectrics
实验证据表明，超导性SrTiO $_3$介导的软横向铁电模式，根据传统的理论，与电子的耦合可以忽略不计。一个唯象的Rashba型耦合已经提出了对称性的论点，但缺乏微观推导。在这里，我们填补了这个空白，并直接从电子结构的最小微观模型获得线性耦合。我们发现有效的电子-电子对相互作用具有很强的动量依赖性。这产生了一种不寻常的情况，其中前导$s$波通道之后是子前导$p$波状态，其显示出比$d$波状态更强的配对不稳定性。借助第一性原理计算方法，对掺杂SrTiO $_3$的最低能带进行了裸Rashba耦合常数的估算.外推的估计多带制度，我们表明，它可以解释体超导。对于未观察到迈斯纳效应的密度，需要由于不均匀性而额外软化来解释零电阻状态。
2022-06-06 cond-mat.supr-con
Superconductivity in the vicinity of a ferroelectric quantum phase transition
在掺杂的SrTiO $_3$中，在低于10 $^{18}$ cm $^{-3}$的电荷载流子密度下观察到超导性，其中巡回电子的费米能级处的态密度比常规金属低几个数量级。根据Bardeen-Cooper-Schrieffer的描述，这意味着存在一个非常强的强相互作用，驱动库珀对的形成，可能在数量级上与某些高Tc超导体相当。在适当的条件下，相互作用可能在接近金属密度的密度下保持有效，从而导致在高温下形成对的可能性。在这里，我们调查的电阻率和超导转变温度，Tc，SrTiO $_3$的载流子密度接近最佳掺杂的压力依赖性。我们的实验表明，Tc崩溃迅速与压力，因此与连接到铁电量子临界点的软横向光学声子模式的频率增加。我们表明，超导相图可以理解的耦合电子通过两个混合纵向极性模式，基于偶极波动的载流子-离子系统的模型。特别是，我们预测，为10 $^{18}$ cm $^{-3}$的顺序以上的载流子密度，Tc可以强烈增强接近铁电量子临界点，如在我们的测量SrTiO $_3$和发现在许多导电磁性类似物。然而，低于这个密度，我们预测相反的行为，即Tc被抑制接近铁电量子临界点。我们的模型也是相关的超导性门铁电量子临界系统，如KTaO $_3$，可以引导搜索新的超导体的多样性的材料。
2018-02-06 cond-mat.supr-con
Ferroelectricity-induced multiorbital odd-frequency superconductivity in SrTiO$_3$
我们证明了SrTiO $_3$由于多轨道/多带的性质，可以成为观察体奇频超导态的平台。我们考虑了SrTiO $_3$在铁电临界点附近的三轨道紧束缚模型。假设轨道内自旋单重态$s$波超导序参量，研究表明奇频对关联是由本征LS耦合导致的局域轨道混合引起的.此外，我们发现在铁电相，这是由一个奇数奇偶轨道杂化项成正比的铁电序参量的额外的奇频率对相关的存在。我们还进行了群论分类的奇频对振幅的基础上的费米子和空间群对称性的系统。分类表使我们能够预测占主导地位的奇频对相关性的基础上的对称性的正常状态的哈密顿量，我们考虑。此外，我们表明，实验签名的奇宇称轨道杂化，这是铁电性引起的奇频率对相关性的一个重要组成部分，可以观察到的谱函数和态密度。
2020-06-25 cond-mat.supr-con
Prediction of ferroelectric superconductors with reversible superconducting diode effect
非中心对称超导体可以具有超导二极管效应，其中当时间反演对称性也被破坏时，在相反方向上的临界电流是不同的。我们从理论上提出铁电性和超导性共存的铁电超导体可以支持铁电可逆超导二极管效应。通过第一性原理计算，我们预测单层CuNb $_2$ Se $_4$（即，双层NbSe $_2$插入Cu）是这样的铁电超导体，其中铁电性控制层极化以及自旋-轨道耦合引起的自旋分裂的符号。由于临界电流的非互易效应与自旋分裂成正比，因此在铁电性电开关时，超导二极管效应是可逆的。当我们使用CuNb $_2$ Se $_4$作为模型体系时，预测的效应可以出现在一类层间滑动诱导铁电性的二维超导双层膜中。我们的工作为研究二维材料中超导性和铁电性之间的相互作用打开了大门。
2022-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity near a ferroelectric quantum critical point in ultralow-density Dirac materials
在掺杂的半金属和半导体中，费米能与特征声子频率相当或小于特征声子频率，实验观察到的超导性不被传统理论所捕获。在本文中，我们提出了一种超低密度三维狄拉克材料的超导电性机制的基础上接近铁电量子临界点。我们推导出一个低能理论，该理论同时考虑了强库仑相互作用和电子与软声子模之间的直接耦合。我们发现，即使在载流子密度为零的情况下，库仑排斥也会在临界点附近被晶格极化所屏蔽。利用重整化群分析，我们证明了有效的电子-电子相互作用主要由横声子模介导。我们发现，该系统一般流向强电子-声子耦合。因此，我们提出了一种新的机制，同时产生一个吸引力的相互作用和抑制强库仑排斥，这不需要延迟。为了比较，我们对共价晶体进行了相同的分析，其中晶格极化可以忽略不计。我们得到了定性相似的结果，虽然库仑排斥的屏蔽要弱得多。然后，我们应用我们的结果来研究在低密度极限超导。我们发现强烈增强的转变温度接近量子临界点。最后，我们还讨论了在临界点附近的共价晶体中实现拓扑$p$波超导态的方案。
2019-09-12 cond-mat.supr-con
Theory of Coexistence of Superconductivity and Ferroelectricity : A Dynamical Symmetry Model
我们提出并研究了一个超导和铁电共存的模型，该模型基于赝自旋超导扇区的动力学对称性$su(2)$、位移振子铁电扇区的动力学对称性$h(4)$和复合系统的动力学对称性$su(2) \otimes h(4) $。我们假设一个最小的非线性耦合，并使用双平均场近似（DMFA）简化的哈密顿量。采用变分相干态试探波函数作为基态：得到了SC和FE的能量和相关的序参量。对于SC-FE耦合系数的正符号，任何一个序参量的非零值可以抑制另一个（FE极化抑制SC，反之亦然）。这给了一些支持“马蒂亚斯猜想”[1964]，即SC和FE往往是相互排斥的。对于这样的铁电超导体，我们预测：a）SC间隙$Δ$（和$T_c $）将随着所施加的压力增加而增加，当压力淬灭FE时，如在许多铁电体中一样，和b）FE极化将随着磁场增加而增加，直到$H_c $。最后的结果相当于预测了一种新的磁电效应在共存的SC-FE材料。并讨论了这些结果与铜氧化物超导体的关系。
2001-04-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Toward High Temperature Quasi-two-dimensional Superconductivity
LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$异质结构中准二维电子气（2DEG）和超导性质的研究在近十年来引起了人们的极大兴趣。二维电子气具有独特的性质，有希望在全氧化物电子器件中应用。在低于300 mK的温度下观察到这种异质结构的超导性。对于超导应用，期望具有更宽的存在温度范围和通过外部刺激控制超导性质的能力。基于第一性原理计算和理论考虑，我们表明，全氧化物异质结构纳入铁电组分，如BaTiO $_3$ /La $_2$ CuO $_4$，允许创建2DEG。我们预言了高温准二维超导态的可能性。这种状态可以通过铁电极化反转在超导和导电状态之间切换。我们还讨论了这样的结构必须更简单的制备。铁电控制界面超导概念的提出为设计新型电子器件提供了可能性。
2018-02-22 cond-mat.supr-con
Josephson Detection of Time Reversal Symmetry Broken Superconductivity in SnTe Nanowires
奇异超导体，如高T $_C$、拓扑超导体和重费米子超导体，需要相敏测量来确定潜在的配对。在这里，我们研究的SnTe纳米线，其中产生的$s\pm is^{\prime}$超导状态，缺乏时间反演和山谷交换对称性的母体SnTe的邻近诱导的超导性。这种效应，在低温下的晶格的铁电畸变结合，结果在一个显着的改变使用SnTe纳米线制造的约瑟夫森结的属性。这项工作建立了一个铁电过渡存在于SnTe纳米线，并阐明了铁电畴壁的作用，通过SnTe弱连接的超电流的流动。我们详细介绍了这些结的两个独特的特性：直流约瑟夫森效应中的非对称临界电流和交流约瑟夫森效应中的突出的二次谐波。每一个都揭示了结中时间反演对称性的破缺。新的$s\pm is^{\prime}$超导性和新的约瑟夫森效应可用于研究分数涡旋[1，2]，多带材料中的拓扑超导性[3-5]，以及邻近诱导多带和铁电超导体中的新型约瑟夫森基器件[6，7]。
2020-02-19 cond-mat.supr-con
Fabrication of high-temperature quasi-two-dimensional superconductors at the interface of a ferroelectric Ba$_{0.8}$Sr$_{0.2}$TiO$_{3}$ film and an insulating parent compound of La$_{2}$CuO$_{4}$
本文报道了在[001]取向的La $_2$ CuO $_4$上生长的绝缘铁电薄膜（Ba $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ TiO $_3$）的异质结构中首次观察到的超导电性。通过磁控溅射在非原子平坦表面上制备异质结构，其不均匀性为1-2 nm。测得的超导转变温度TPDMATHABMR约为30 K。我们已经证明了超导性被限制在界面区域附近。施加垂直于界面的弱磁场导致有限电阻的出现。这证实了量子态的准二维性质。提出的概念承诺铁电控制的界面超导性，提供了新的电子器件设计的可能性。
2019-06-05 cond-mat.supr-con
Superconductivity at low density near a ferroelectric quantum critical point: doped SrTiO
最近对电子或空穴掺杂的SrTiO $_{3}$的实验揭示了一种迄今为止未知的超导形式，其中成对电子的费米能量远低于被认为是吸引相互作用的玻色子激发的能量。我们表明，这种情况需要重新审视的问题，要求（一）一个系统的建模的库仑相互作用的离子和电子电荷的动态屏蔽，（ii）一个横向光学声子介导的对相互作用和（iii）确定的能量范围内的配对发生。我们认为，后者基本上是由极限能量超过准粒子不再被很好地定义。该模型允许找到的转变温度作为两者的函数，掺杂浓度和介电性能的主机系统，在良好的协议与实验数据。由横向光学软声子介导的附加相互作用被证明是必不可少的，在解释所观察到的异常同位素效应。该模型允许捕获的效果的初期（或真正的）铁电相在纯的，或氧同位素取代的SrTiO $_{3}$。
2018-09-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Reply to Comment on "Superconductivity at low density near a ferroelectric quantum critical point: doped SrTiO_3"
在我们的论文（Wölfle和Balatsky，Phys. Rev. B 98，104505（2018））中，我们提出了掺杂SrTiO $_{3}$的超导性的微观理论，提出了两种配对机制，其相对强度取决于与铁电量子临界点的接近程度。第一种机制依赖于动态屏蔽的库仑相互作用，第二种机制假设耦合到软横光学声子。在他们的评论中，Ruhman和Lee指出了我们对变形势与软模耦合的估计中的一个错误。我们同意这种耦合不能解释实验上观察到的巨大的同位素效应，因此需要找到一种不同的耦合机制。至于第一种配对机制，Ruhman和Lee坚持他们在论文中表达的观点（Ruhman和Lee，Phys.Rev.B94，224515（2016）），通常的纵向光学声子介导的相互作用的能量范围受到费米能量的限制。我们反对这种观点，并在此答复中提出的证据表明，截止能量要大得多。在弱耦合系统中，如SrTiO $_{3}$，截止由能量给出，超过该能量，准粒子不再被很好地定义。
2019-10-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic phase transitions and superconductivity in ferroelectric Sn$_2$P$_2$Se$_6$ under pressure
本文通过高压电输运、光谱和拉曼研究，揭示了铁电体Sn$_2$P$_2$Se$_6$在压力下经历电子相变并在约15 GPa以上出现超导，为理解铁电不稳定性与超导关联提供了新线索。
2024-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Comment on "Superconductivity at low density near a ferroelectric quantum critical point: Doped SrTiO3"
Wölfle和Balatsky Phys. Rev. B 98，104505（2018）基于电子密度与软TO声子模式的${\textit gradient}$耦合，提出了掺杂SrTiO $_3$（STO）的微观配对机制。由于这种与TO声子的耦合通常很弱，这个结论是令人惊讶的，特别是对于低密度超导体，如STO，其中态密度很小。沃尔福和巴拉茨基的论证中的一个关键步骤是TO模的位移矢量并不严格垂直于动量矢量，这使得变形耦合成为可能。我们表明，他们在计算特征向量时犯了错误，并且严重高估了正交性的缺乏。校正后，耦合可忽略不计。我们还使用传输数据把上界的耦合常数，这是远远小于估计由Wölfle和Balatsky。最后，我们也反对他们使用的Eliashberg方程时，声子频率大于费米能量。
2019-04-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A large modulation of electron-phonon coupling and an emergent superconducting dome in doped strong ferroelectrics
本文采用第一性原理方法对掺杂强铁电体（以BaTiO $_3$为原型）进行了研究。在掺杂BaTiO $_3$中，发现了巡游电子与软极性声子之间的强耦合，这与Anderson/Blount的弱耦合电子机制相反.因此，在掺杂BaTiO $_3$中的极性到中心对称相变中，总的电子-声子耦合在临界浓度附近增加到约0.6，这足以诱导约2 K的声子介导的超导性。通过施加外延应变来降低掺杂BaTiO $_3$的晶体对称性可以通过巡游电子和声学声子之间的相当大的耦合来进一步提高超导温度。我们的工作展示了一种可行的方法来调制电子-声子耦合和诱导声子介导的超导性掺杂强铁电体和潜在的极性金属。我们的研究结果还表明，弱耦合电子机制的“类铁电金属”不一定存在于掺杂的强铁电体。
2021-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Strong Coupling Theory of Superconductivity and Ferroelectric Quantum Criticality in metallic SrTiO$_3$
针对掺杂 SrTiO$_3$ 的超导谜团，本文建立含动力学 Rashba 耦合的强耦合 Eliashberg 理论，说明非线性项如何移动超导穹顶并定量复现三维实验相图。
2024-12-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Two-gap superconductivity: interband interaction in the role of external field
我们发现，弱带间对转移相互作用影响弱超导分量的两个间隙系统作为一个外部场与序参量，类似于外部磁场的铁磁或外部电场的铁电体。
2013-04-30 cond-mat.supr-con
Two-Fold Anisotropic Superconductivity in Bilayer T$_d$-MoTe$_2$
本文通过调控面内磁场角度和面外电场，发现双层T$_d$-MoTe$_2$的超导上临界场沿b轴最大、沿a轴最小，呈现稳健的二重对称性，并结合实验与第一性原理计算证明倾斜伊辛自旋轨道耦合是主导机制。
2024-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity enhancement in polar metal regions of Sr$_{0.95}$Ba$_{0.05}$TiO$_3$ and Sr$_{0.985}$Ca$_{0.015}$TiO$_3$ revealed by the systematic Nb doping
两种不同的铁电材料，Sr $_{0.95}$ Ba $_{0.05}$ TiO $_3$和Sr $_{0.985}$ Ca $_{0.015}$ TiO $_3$，可以通过电子掺杂变成中心对称性破缺的极性金属。用Nb $^{5+}$系统地取代Ti $^{4+}$，发现这两种极性金属通常都具有一个简单的凸形超导圆顶。有趣的是，超导转变温度$T_\mathrm{c}$增强更强烈地在这些极性金属相比，非极性基质Sr（Ti，Nb）O $_3$。最大值$T_\mathrm{c}$达到0.75 K，这是迄今为止SrTiO $_3$基系列中报道的最高值。然而，$T_\mathrm{c}$的增强是出乎意料地低的推定的铁电量子临界点附近。增强，然后变得更加突出的位置进一步内部的稀载体密度区域，在那里的屏蔽是不太有效的。这些结果表明，中心对称性破缺，即，铁电的性质，并不会扼杀超导性。相反，它直接增强了超导性，尽管没有强烈的量子涨落。
2022-12-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity from interband coupling to ferroelectric quantum critical fluctuations in two dimensions
Bar Ilan University（巴伊兰大学）
研究二维系统在铁电量子临界点附近，通过带间“斯塔克”耦合产生的有效双声子相互作用，发现临界温度相比BCS理论显著增强，并揭示了不同带隙区间的增强机制。
2026-06-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electrical switching of a moiré ferroelectric superconductor
本文在对齐BN的MATBG中发现与超导和关联绝缘态共存的铁电性，并通过栅压或位移场实现超导、金属及关联绝缘态间的可重复双稳态电切换。
2022-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhanced Superconductivity at Quantum-Critical KTaO3 Interfaces
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
针对氧化物界面超导配对机制不明的问题，通过铌掺杂将KTaO₃调控至铁电量子临界点，实现超导转变温度近翻倍至2.9 K，证实铁电量子临界性可增强超导并为软声子配对提供证据。
2025-11-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Generalized Rashba Electron-Phonon Coupling and Superconductivity in Strontium Titanate
本文使用从头计算结合微观模型研究 SrTiO3 中传导电子与铁电软模的线性耦合，发现广义 Rashba 动态耦合能解释超导圆顶行为，且无需自由参数即可与实验结果吻合。是理解体超导的潜在配对机制。
2023-04-21 cond-mat.supr-con
Interlayer Charge-Transfer Ferroelectric Fluctuations as a Pairing Mechanism in van der Waals Superconductors
Ariel University（阿里埃勒大学）；Bar Ilan University（巴伊兰大学）；Ghent University（根特大学）
研究发现层间铁电波动可通过产生强耦合配对相互作用，为范德瓦耳斯超导体中的非常规配对机制提供新途径。
2026-01-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron-Polarization Coupling in Superconductor-Ferroelectric Superlattices
提出了一个周期性铁电-超导异质结构的唯象模型，该异质结构包含两个交替的铁电层和超导层。在FE-S接触处的相互作用被描述为超导体的局域载流子密度与FE-S界面附近的自发铁电极化的耦合。我们得到一个稳定的对称畴型相表现出接触诱导极化和铁电畴结构的温度高于体铁电转变温度。随着耦合能的增加，我们发现铁电相的出现与S-膜中被抑制的超导电性共存。该系统进行了分析，为不同厚度的FE-和S-膜演示的相图的拓扑结构的显着变化与层的厚度的变化。这些结果有望揭示在钙钛矿合金衬底上生长的高温超导薄膜在较低温度下表现出铁电性能的过程。
2003-09-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Superconductivity Controlled by Polarization in Field-Effect Devices of Confined Geometry
我们提出了一个超导电场效应器件的概念，超导薄膜夹在铁电层。我们提供了理论计算，表明如何在这些设备中的场效应可以被放大，这可以实验探测，即使在目前阶段的薄膜制造技术。
2004-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting dome in ferroelectric-type materials from soft mode instability
我们提出了一个铁电型材料超导电性增强的最小理论。负责软模式转换的光学模式的简单表达式被假定。一个关键的作用是由非谐声子阻尼，这是调制的外部控制参数（电子掺杂或机械应变）引起的外观的软模式。结果表明，超导临界温度$T_{c}$从两侧接近铁电相变时的增强是由于强声子阻尼效应促进的Stokes电子-声子散射过程。
2022-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.soft
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
Ferroelectric Exchange Bias Affects Interfacial Electronic States
在极性氧化物界面中，诸如导电性、超导性、磁性、一维导电性和量子霍尔态等现象可以在极性不连续处出现。在这样的界面处结合可控的铁电性可以影响超导性质，并揭示极性氧化物和铁电氧化物之间的相互作用。在这里，我们研究了极性氧化物LaAlO3和铁电Ca掺杂SrTiO3之间的界面，通过电输运结合局部成像的电流与使用扫描超导量子干涉仪（SQUID）。在低温下观察到界面电阻率的异常行为。扫描SQUID地图的电流流动表明，这种行为起源于由极性LaAlO3层引起的本征偏置。我们的数据意味着，结合铁电性的内在偏见约束可能的结构域平铺界面附近。我们建议使用这种固有的偏置作为一种方法的控制和调整的初始状态的铁电材料的极性结构的设计。正常状态和超导状态特性对栅极电压的滞后依赖性可用于多方面可控存储器器件。
2020-07-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A high-temperature superconducting weak-link defined by ferroelectric field-effect
在全氧化物铁电（FE）-超导体（S）双层膜中，由于氧化物的载流子浓度比过渡金属低，FE界面极化电荷会引起S中载流子的积累（或耗尽）。这导致其临界温度的提高或降低取决于FE极化方向。在这里，我们利用这种效应在局部尺度上定义平面弱链接高温超导导线。这是实现在BiFeO 3（FE）/YBa 2Cu 3 O 7（S）双层膜，其中剩余的FE域结构写入在将通过局部施加电压脉冲与导电尖端原子力显微镜。以这种方式，FE域图案定义了超导性的空间调制。这使我们能够编写一个器件，其电输运表现出不同的温度制度和磁场匹配效应的约瑟夫森耦合弱链接的特性。这说明了铁电方法实现高温超导器件的潜力。
2017-03-03 cond-mat.supr-con
Enhanced superconducting pairing interaction in indium-doped tin telluride
铁电简并半导体Sn $_{1-δ}$ Te表现出超导电性，临界温度$T_c$高达0.3 K，空穴密度为10 $^{21}$ cm $^{-3}$。然而，当在锡位置上掺杂大于$x_c$ $= 1.7(3)%$铟原子时，观察到超导性高达2 K，尽管载流子密度没有显著变化。我们目前的比热数据表明，一个更强的配对相互作用是存在的$x > x_c$比$x < x_c$。通过研究掺杂剂原子对$T_c$和铁电结构相变的温度，$T_{SPT}$的影响，我们表明，声子模式与此过渡不负责此$T_c$增强，并讨论了一个合理的候选人的铟杂质的独特性质的基础上。
2008-09-04 cond-mat.supr-con
Unusual nature of fully-gapped superconductivity in In-doped SnTe
超导体Sn_{1-x} In_{x} Te是一种掺杂的拓扑晶体绝缘体，并已成为重要的候选拓扑超导体，但其超导相图知之甚少。通过对50个高质量气相生长单晶样品的测量，我们发现超导转变温度Tc对In含量x的依赖关系在临界掺杂xc ~ 3.8%时呈现出质的变化，在此点发生结构相变。有趣的是，在铁电菱面体相低于临界掺杂，Tc被发现强烈增强杂质散射。在Sn_{1-x} In_{x} Te中，电子配对的性质似乎在xc上发生了变化。
2013-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The Ferroelectric Superconducting Field Effect Transistor
本研究在1开尔文以下低温工作的Fe-JoFET中发现铁电性，其基于InAsOI平台制造且用HfO₂作栅极绝缘体，表现出滞后现象，可作为低温超导存储单元且具温度容错性，为混合超导-半导体系统研究及应用提供新方向。
2025-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Low-density superconductivity in SrTiO$_3$ bounded by the adiabatic criterion
SrTiO $_3$在载流子密度为$10^{19}-10^{21}$ cm $^{-3}$时表现出超导电性。在这个范围内，费米能级穿过系统中的许多振动模式，使其成为研究稀超导性的理想方法。我们使用高分辨率的平面隧道光谱探测化学掺杂的SrTiO $_3$整个超导圆顶。过度掺杂的超导边界以令人惊讶的精度与费米能量交叉德拜能量对齐。超导性随着密度的降低而出现，尽管处于反绝热状态，但在整个Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）间隙与转变温度比中保持不变。在最低超导密度下，孤立的绝热声子范霍夫奇异性是软横光模，与铁电不稳定性有关。我们提出了一个方案，这种模式介导的配对存在的自旋轨道耦合，自然占超导圆顶和BCS比。
2021-06-21 cond-mat.supr-con
A ferroelectric quantum phase transition inside the superconducting dome of Sr$_{1-x}$Ca$_{x}$TiO$_{3-δ}$
SrTiO $_{3}$是一种量子顺电体，在除去极少量的氧原子后成为具有超导不稳定性的金属。它变成一个铁电体后，取代一小部分的锶原子与钙。这两个顺序可能是偶然的邻居或密切相关，如量子临界铁电性的图片。在这里，我们表明，在锶$_{1-x}$钙$_{x}$钛$_{3-δ}$（$0.002<x<0.009$，$δ<0.001$）的铁电秩序共存的稀金属和超导不稳定性在一个有限的窗口的掺杂。在临界载流子密度下，量子相变破坏了铁电有序，临界载流子密度与Ca含量成比例。我们检测到正常状态的散射和一个显着的修改超导圆顶附近的量子相变的好转。用钙取代的超导转变温度的提高证明了铁电邻近在该系统中超导性的早熟出现中所起的作用，限制了配对的可能的理论方案。
2017-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electric field enhancement of the superconducting spin-valve effect via strain-transfer across a ferromagnetic/ferroelectric interface
本研究通过压电衬底应变传递实现电场控制超导自旋阀效应，增强磁化与临界温度切换，推动无磁场超导自旋电子器件发展。
2024-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coexistence of spontaneous polarization and superconductivity in hole-doped oxyhydrides ATiO_2H (A=K, Rb, Cs): first-principles study
极性金属是一种既有极性畸变又有金属性的材料。如果超导，这种材料有望显示出奇异的磁电现象。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究了一系列钙钛矿型氧化物ATIO $_2$ H（A=K，Rb，Cs）在空穴掺杂条件下的铁电和超导性质.我们的模拟表明，这些化合物主机自发极化和超导性在最佳掺杂浓度。超导电性和大极化（~100 $μ$ C/cm $^2$）的异常共存源于极性畸变和超导态的弱耦合，其原因是位移原子和空间受限的金属载流子的分离。此外，在价带最大值附近的独特的电子性质增强了超导电性：氢1 s态的相当大的贡献的四次能带色散。因此，我们的研究功能的氧化物作为可能的模型极性超导系统，这可能是可利用的未来磁电设备。
2020-11-26 cond-mat.supr-con
High $T_c$ superconductivity at the FeSe/SrTiO$_3$ Interface
在最近的实验中，我们用扫描隧道谱和角分辨光电子能谱观察到了在SrTiO $_3$衬底上的单晶胞厚FeSe薄膜的超导能隙。在常压下，超导能隙的值远大于体相FeSe的超导能隙。本文研究了铁电声子屏蔽效应对库珀配对的影响。我们认为它可以显著提高库珀配对的能量标度，甚至改变配对的对称性。我们的结果也提出了一些问题，声子是否可以完全忽略大块铁基超导体。
2012-04-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity, pairing symmetry, and disorder in the doped topological insulator Sn$_{1-x}$In$_x$Te for x $\geq$ 0.10
在两种不同的掺杂水平，x $\approx$ 0.45（最佳掺杂）和x $\approx$ 0.10（欠掺杂）下，测量了超导掺杂拓扑晶体绝缘体Sn $_{1-x}$ In $_x$ Te中伦敦穿透深度$Δλ(T)$的温度依赖性，直至450 mK，从而确定了化合物中立方相的范围。结果表明没有偏离完全有间隙的BCS样行为，消除了几个候选的非常规间隙结构。临界场值低于1 K和其他超导参数也被提出。通过用5 MeV质子重复粒子辐照引入无序并不增强$T_c$，表明铁电相互作用不与超导性竞争。
2017-11-27 cond-mat.supr-con
Ferroelectric--Superconducting Interaction in Epitaxial YBa2Cu3O7-δ/BaTiO3 Films
CSIRO Technology（澳大利亚联邦科学与工业研究组织技术部）；CSIRO Energy（澳大利亚联邦科学与工业研究组织能源部）；Australian Nuclear Science and Technology Organisation（澳大利亚核科学和技术组织）；School of Engineering, Macquarie University（麦考瑞大学工程学院）；School of Materials Science and Engineering, UNSW（新南威尔士大学材料科学与工程学院）
研究铁电-超导相互作用，通过脉冲激光沉积制备YBCO/BTO异质结构，结合多种技术表征，发现异质结构超导转变温度降低，磁化率更低，确立其在可调谐氧化物电子学和可重构超导器件方面的潜力。
2026-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con quant-ph
