High-Tc Superconductivity in Ultra-thin Crystals: Implications for Microscopic Theory
高转变温度(高Tc)超导性与层状晶体结构有关。这项工作认为超薄晶体(厚度等于一个公式单元的横向结构周期性距离d)的32铜酸盐,铼酸盐,铼-铜酸盐,铁pnictide,有机和超铀化合物的超导性,其中固有的最佳(最高)转变温度Tc 0(10 - 150 K)的假设。根据二维超导体相变的Kosterlitz-Schmidt(KT)理论,确定了薄片转变温度Tcs = α Tc 0,其中α < 1。α的计算包括从晶体结构、离子价态和已知掺杂理论推导出的超导片载流子密度NS,超导磁穿透深度与温度关系的双流体模型,以及KT跃迁的实验数据; α平均为0.83(随标准偏差0.11变化)。对几种厚度dF接近d的薄晶体结构的实验表明,与微观超导理论计算的Tc 0和KT理论计算的Tcs一致,其中也考虑了无序的存在;对这些薄膜研究的仔细分析表明,超导的最小厚度dF \approx d
2012-02-01 cond-mat.supr-con
Microscopic coexistence of antiferromagnetic order and superconductivity in Ba$_{0.77}$K$_{0.23}$Fe$_{2}$As$_{2}$
我们报告了^{75}对欠掺杂单晶Ba0.77K0.23Fe2As 2(Tc = 16.5 K)的核磁共振研究。在T_N = 46 K以下,H//c峰分裂,H //a峰向高频移动,表明在T_N以下沿c轴产生内部磁场。在经历内场的H//a的位移峰处测量的自旋-晶格弛豫速率1/T_1显示出在低于Tc(μ_0H = 12 T)= 16 K时明显降低,在低温下遵循T^3关系。我们的结果明确地表明,反铁磁有序和超导电性共存微观。突出了磁性共存的不寻常的超导态。
2012-11-06 cond-mat.supr-con
Microscopic Evidence for Evolution of Superconductivity by Effective Carrier Doping in Boron-doped Diamond:11B-NMR study
用~(11)B-NMR研究了掺硼金刚石在异质外延生长的(111)和(100)薄膜上的超导电性。~(11)B-NMR谱表明,所有薄膜的B(1)位为单占据,B(2)位为硼+氢(B+H)络合物。结果表明,B(1)位取代引入的有效载流子是超导的主要原因,而电荷中性的B(2)位不能有效地提供载流子。这一结果也被1/T1 T测量的态密度所证实,表明超导电性的演化是由B(1)位取代引入的有效载流子所驱动的。
2006-12-06 cond-mat.supr-con
O-bridged electron pairing: the microscopic mechanism for high-temperature superconductivity in cuprates and nickelates
本文提出以氧原子为桥梁的电子配对机制,用以解释铜氧化物和镍氧化物的非常规高温超导性及 d 波对称性等特征。
2024-09-06 cond-mat.supr-con
Topological Aspects Of Spin Pairing in High $T_c$ Superconductivity and Berry Phase
本文从拓扑观点分析了Berry相在高$T_c$超导态自旋配对机制中的作用。
2000-04-11 cond-mat.supr-con
Scanning tunneling microscopic evidence of interface enhanced high-Tc superconductivity in Pb islands grown on SrTiO3
在SrTiO_3衬底上外延生长的FeSe单层薄膜中发现了界面增强的超导电性,引发了超导领域的一系列研究活动。它提出了希望,以找到更多的传统的高Tc超导体,纯粹是由电子-声子相互作用在环境压力下驱动。本文报道了在SrTiO_3衬底上生长的Pb薄膜岛的界面增强高温超导的扫描隧道谱测量的实验证据。发现Pb膜的超导能隙依赖于岛的厚度和体积。最大超导能隙约为10 meV,是体Pb的7倍。相应的超导转变温度,估计通过拟合的间隙值的温度依赖性使用BCS公式,被发现是47 K,再次7倍高于散装铅。
2018-11-23 cond-mat.supr-con
Quantitative Determination of a Microscopic Mechanism of High Tc Superconductivity
在铜氧化物的t-J模型中,凝聚能与超导态和正常态之间的动态自旋结构因子的变化有关。通过分析以前的实验数据,我们表明,在$YBa_2Cu_3O_7$中发现的共振中子散射峰的变化可以定量地解释凝聚能。我们认为,这种分析表明高Tc超导的微观机制。
1999-02-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic derivation of the Ginzburg-Landau equations for the periodic Anderson model in the coexistence phase of superconductivity and antiferromagnetism
本文在周期Anderson模型的基础上,导出了重费米子超导体在超导与反铁磁共存阶段的微观Ginzburg-Landau方程。当反铁磁性和超导性的起始温度足够接近时,所得到的表达式在重费米子超导体的量子临界点附近是有效的。结果表明,反铁磁有序的形成使超导转变的临界温度和超导与反铁磁共存阶段的序参量降低。
2016-01-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic derivation of superconductor-insulator boundary conditions for Ginzburg-Landau theory revisited. Enhanced superconductivity at boundaries with and without magnetic field
利用标准的BCS理论,对Ginzburg-Landau(GL)模型中超导体-绝缘体边界条件的微观推导进行了修正.我们得到一个负的贡献,自由能的形式的表面积分。常规超导体的边界条件具有$\textbf{n} \cdot \nabla ψ= \text{const} ψ$的形式。这些被示出遵循从考虑反映在边界中的序参量。边界条件也来自更一般的GL模型与高阶导数和对密度波状态。结果表明,最近在BCS理论中发现的具有较高临界温度的边界态和边界能隙增强,在微观导出的GL理论中同样存在。在外加磁场的情况下,我们表明,第三个临界磁场值$H_{c3}$是高于从德Gennes边界条件,也是显着的I型政权。
2021-06-10 cond-mat.supr-con
Basic Foundations of the Microscopic Theory of Superconductivity
基于固体中传导电子的宏观轨道表示的新方法已被用来发现声子诱导的两个电子之间的吸引力的一些未触及的方面,并奠定了适用于广泛不同的固体的超导性的一般理论的基本基础。为此,我们首先分析了N个传导电子的净哈密顿量H(N),以确定它的万有部分H_o(N)(与特定固体或特定一类固体的性质无关),然后研究H_o(N)的态,得出超导起源的结论,基本上,从传导电子在其基态的零点力(f_o)和决定晶格结构的原子间力(f_a)之间的相互作用。这使得晶格中的一种机械应变成为声子诱导的电子间吸引的主要来源,这种声子诱导的电子间吸引导致了Cooper型对的形成,并在一定温度T_c以下开始超导。我们确定了这些对的结合能,并找到了一个T_c的关系式,它不仅解释了我们今天所知道的最高实验T_c = 135 K,而且表明超导性原则上可以在室温下发生。显然晶格中的电应变(即,由导电电子的电荷产生的晶格成分的电极化)可以对声子引起的两个电子的吸引具有附加的贡献。我们的理论框架不仅包括BCS模型,而且还为两种著名的超导现象提供了微观基础,两种流体理论和PSI理论。此外,它还证实了最近的一种观点,即超导转变基本上是一种量子相变。
2006-03-29 cond-mat.supr-con
A microscopic approach to the problem of enhancement and suppression of superconductivity on twinning planes
本文用微观方法研究双晶界对超导临界温度的影响,发现纯几何效应即可导致临界温度的增强或抑制,并揭示了二维和三维晶格中不同相图特征的物理机制。
2024-08-28 cond-mat.supr-con
Topological Aspect of high-$T_c$ Superconductivity, Fractional Quantum Hall Effect and Berry Phase
本文分析了RVB态与$ν=1/2$-H态在3+1维中与手征反常有关的Berry相的等价性。据观察,3维自旋子和holons的特点是由非阿贝尔Berry相位和这些减少到1/2分数统计时,运动被限制在赤道平面。超导的拓扑机制类似于分数量子霍尔效应与$ν=1/2$的拓扑方面。
1999-07-12 cond-mat.supr-con
Microscopic coexistence of superconductivity and magnetism in Ca1-xNaxFe2As2
利用局域探针技术、穆斯堡尔谱和μ子自旋弛豫实验,对Ca_(1-x)Na_xFe_2As_2(x = 0.00,0.35,0.50和0.67)单晶的磁性和超导性质进行了详细的研究.随着Na取代量的增加,磁序参量和磁结构相变受到抑制。对于x = 0.50,我们发现一个微观共存的磁性和超导相伴随着减少的磁序参量低于超导转变温度Tc。与其他122 pnictides系统的比较揭示了一个平方根之间的相关性的磁序参量的减少和转变温度的比率,Tc/TN,这可以理解的朗道理论的框架。在Tc = 34 K的最佳掺杂样品中,发现了稀释磁性,并得到了穿透深度和超流密度随温度的变化关系,证明了两个超导s波带隙的存在
2015-05-05 cond-mat.supr-con
Microscopic coexistence of a two-component incommensurate spin density wave with superconductivity in underdoped NaFe$_{0.983}$Co$_{0.017}$As
我们进行了$^{75}$ As和$^{23}$ Na核磁共振(NMR)测量的单晶NaFe $_{0.9835}$ Co $_{0.0165}$ As和发现微观共存的超导性与两个组件的自旋密度波(SDW)。用$^{23}$ Na NMR测量了局部磁场的空间分布。发现SDW与具有磁矩的主要组分($\sim0.2\,μ_B$ /Fe)和具有磁矩的较小组分($\sim0.02\,μ_B$ /Fe)不相称。自旋晶格弛豫实验表明,这种共存发生在微观水平。
2013-07-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic annealing process and its impact on superconductivity in T'-structure electron-doped copper oxides
当空穴或电子被掺杂到其绝缘母体化合物的CuO 2平面中时,高转变温度的超导性出现在铜氧化物中。虽然空穴掺杂在许多铜酸盐中快速诱导金属行为和超导性,但在诸如R2CuO 4(R是Nd、Pr、La、Ce等)的材料中,单独的电子掺杂是不够的,其中需要在低氧环境中退火生长态样品以除去微量的氧以诱导超导性。在这里,我们表明,氧还原的微观过程中修复Cu缺陷的生长材料,并在化学计量的CuO 2平面中产生氧空位,有效地减少无序和提供巡回载体的超导性。这个长期存在的材料问题的解决表明,超导的基本机制对于电子和空穴掺杂的氧化铜是相同的。
2007-01-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic gauge-invariant theory of the c-axis infrared response of bilayer cuprate superconductors and the origin of the superconductivity induced absorption bands
我们报告的结果,我们的理论研究的c-轴的双层高Tc铜酸盐超导体的红外电导率的微观模型,涉及双层分裂(键合和反键合)带。重点是规范不变性的理论,这是必不可少的物理理解这些化合物的电动力学。光学响应的描述涉及局部(双层内和双层间)电流密度和局部电导率。局部电导率是用微观理论得到的,其中两个带的准粒子耦合到自旋涨落。耦合导致超导电性,并在广义Eliashberg理论的水平上描述。还解决了较简单的情况下,准粒子耦合的可分离和nonretarded相互作用。理论的规范不变性是通过引入适当的顶点修正来实现的。由此产生的模型的响应进行了详细的研究和解释的两个超导诱导峰的c轴电导率的实部的实验数据提出。在400/cm附近的峰值归因于双层内区域的集体模式,这是Bogolyubov-Anderson模式的模拟,在超导体的纵向响应理论中起着至关重要的作用。对于小值的双层分裂,其性质是类似的现象学约瑟夫森超晶格模型的横向等离子体激元。1000/cm附近的峰被解释为与通过分隔双层的间隔层的电子耦合有关的对断裂特征。
2009-02-25 cond-mat.supr-con
Microscopic theory of pseudogap phenomena and unconventional Bose-liquid superconductivity and superfluidity in high-$T_c$ cuprates and other systems
基于在高$T_c$的铜氧化物及相关体系中,费米子之间的有效吸引能$\varepsilon_A$与它们的费米能$\varepsilon_F$相当,玻色Cooper对在$T_c$之上形成,然后一部分Cooper对在$T_c$处凝聚成玻色超流体的事实,提出了赝能隙现象和新型玻色液体超导电性(超流性)的一个自洽的微观理论.高- $T_c$铜氧化物和其他具有低费米能($\varepsilon_F\sim\varepsilon_A$)的系统是玻色超导体/超流体,并且在高于$T_c$时表现出赝能隙相,在$T_c$时表现出类似$λ$的超导转变,并且在低于$T_c$时表现出玻色液体超导性。高$T_c$铜氧化物中的相关电荷载流子是束缚在$T_c$上方的玻色子库珀对中的极化子。极化子和赝能隙效应随着掺杂量的增加而减弱,并在量子临界点处消失。修正的类BCS理论描述了另一种赝能隙区,但高$T_c$铜氧化物及其它体系的超流相变既不是类BCS相变,也不是通常的玻色-爱因斯坦凝聚。给出了Cooper对玻色化的判据。相干单粒子和玻色Cooper对凝聚体的平均场理论较好地描述了高$T_c$铜氧化物的新超导态和性质,与实验结果完全一致。不寻常的超导/超流体状态和其他奇异系统的性质(例如,重费米子和有机化合物,$\rm{Sr_2RuO_4}$,$^3$ He,$^4$ He和原子费米子气体)的玻色超流体理论解释得更清楚。…
2020-01-20 cond-mat.supr-con
Microscopic coexistence of superconductivity and antiferromagnetism in underdoped Ba(Fe1-xRux)2As2
用$^{75}$ As核磁共振研究了Ba(Fe $_{1-x}$ Ru $_{x}$)$_2$ As $_2$($x =$ 0.23)的局域电子性质.我们发现了两个相变,在$T_N \approx$ 60 K时到反铁磁性,在$T_C \approx$ 15 K时到超导性。低于$T_N$,我们的数据表明,该系统是完全磁性的,具有相称的反铁磁结构和0.4 $μ_B$ /Fe的力矩。自旋-晶格弛豫速率$1/^{75}T_1$在磁性状态下很大,表明Ru掺杂引起的巡游电子密度很高。当冷却到低于$T_C$时,磁性位置上的$1/^{75}T_1$急剧下降,为反铁磁性和超导性的微观共存提供了明确的证据。
2012-10-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic Coexistence of Magnetism and Superconductivity in charge compensated Ba1-xKx(Fe1-yCoy)2As2
本文详细研究了有效电荷补偿的Ba_(1-x)K_x(Fe_(1-y)Co_y)_2As_2(x/2 = y)的电子相图。我们的实验研究,通过X射线衍射,穆斯堡尔谱,μ子自旋弛豫和交流磁化率测量多晶样品的补充密度泛函电子结构计算。在x/2 = y \< 0.13的低取代度下,体系呈现出正交畸变的反铁磁有序基态。低温结构和磁序参量随取代度的增加而减小。当x/2 = y \< 0.13时,结构和磁性序参量与温度和取代度成线性关系.在0.13和0.19之间的范围内的中间替代水平,我们发现超导性与静态磁序共存的微观长度尺度上的最大Tc为15 K。当x/2 = y> 0.25时,观察到四重非磁性基态.我们的密度泛函理论计算结果表明,Fe的3d态密度在费米能级处显著降低,有序的磁矩受到强烈的抑制,这与实验结果非常吻合.在反铁磁态中出现的超导现象可以解释为在一个具有恒定载流子密度的系统中引入了非磁性杂质引起的无序。我们的实验研究,通过X射线衍射,穆斯堡尔谱,μ子自旋弛豫和交流磁化率测量多晶样品的补充密度泛函电子结构计算。
2014-02-04 cond-mat.supr-con
Title Stripes in Microscopic Theory of High-Tc Superconductivity
我们研究了一个现实的3带模型,发现它能够表现出的d-波配对特性的CuO 2为基础的高Tc超导体,但只有在存在的diely-lowering电荷密度条纹沿(1,0)轴对齐,最好直径2细胞宽度。目前的理论处理没有可调参数(动能和势能项中的能量单位t^2/V因子),不需要微调,并且与实验定性一致。
2006-08-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic coexistence of superconductivity and charge order in organic superconductor $β''$-(BEDT-TTF)$_{4}$[(H$_3$O)Ga(C$_2$O$_4$)$_3$]$\cdot$C$_6$H$_5$NO$_2$
对有机超导体$β''$ -(BEDT-TTF)$_{4}$ [(H $_3$ O)Ga(C $_2$ O $_4$)$_3$ ] $\cdot$ C $_6$ H $_5$ NO $_2$的电子顺磁共振研究表明,在一种材料中,超导性与电荷有序态均匀共存。在电荷有序状态下,面间自旋交换是带隙的,而面内电导率没有显着修改。这种各向异性的行为解释了外来的电荷有序状态,其中分子位置选择性的载流子本地化共存于其他分子上的导电载流子。研究了这种导电电荷有序态与超导电性的关系。
2019-08-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The absence of superconductivity in the next-to-leading order Ginzburg-Landau functional for Bardeen-Cooper-Schrieffer superconductor
在Bardeen-Cooper-Schrieffer超导理论中,Gor'kov通过小序参量展开对Ginzburg-Landau(GL)模型进行微观推导后不久,推导过程在该参量及其空间导数方面被推进到次领先阶。其目的是获得一个广义GL自由能,更好地近似微观模型。自20世纪60年代以来,许多工作声称或隐含地假设这种扩展的GL模型对应于自由能,并具有描述超导性的局部极小形式的解,例如涡旋解。与此相反,我们证明了这种扩展GL功能不代表自由能,因为它没有任何解决方案的形式极小。因此,它不能用来描述超导状态。
2021-12-07 cond-mat.supr-con
Microscopic model of superconductivity in carbon nanotubes
我们提出了一维相互作用电子系统的流形模型来解释在纳米管绳中观察到的超导性。我们依赖于在无序绳中相邻纳米管之间的单粒子跳跃的强烈抑制,并得出结论,隧穿发生在电子对中,由于存在大的超导相关性,电子对在每个纳米管内形成。我们的估计的转变温度是一致的值,已在实验中测量的绳索约100个金属纳米管。
2002-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological versus conventional superconductivity in a Weyl semimetal: A microscopic approach
本文基于外尔半金属的微观相互作用模型,推导自洽类BCS方程,分析了常规与单极子库珀配对的竞争,获得了相图与临界温度,并建议以比热作为探测拓扑量子临界性的实验手段。
2024-11-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-centrosymmetric Superconductivity and Antiferromagnetic Order: Microscopic discussion of CePt$_3$Si
讨论了反铁磁序对非中心对称重费米子化合物CePt $_3$ Si及相关材料超导电性的影响。基于我们对扩展哈伯德模型的RPA分析,两个相位可以通过自旋涨落诱导的配对来稳定,具有主要的p波或d波对称性。反铁磁序在低能物理中起着至关重要的作用,特别是在带隙中出现线节点和$T_{\rm c}$以下自旋磁化率的增强。分析了压力下的各种性质和可能的相图。目前的实验情况表明,p波相位是最有可能实现CePt $_3$ Si。
2007-02-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic description of d-wave superconductivity by Van Hove nesting in the Hubbard model
我们设计了一个计算方法的哈伯德模型,捕捉到强烈的耦合动力学时,费米能级是在一个范霍夫奇点的状态密度。我们依赖于一个近似简并之间的多体状态占系统的主要不稳定性(反铁磁性,d波超导)。费米线原来是变形的方式与费米能级的范霍夫奇点钉扎一致。对于一个掺杂率$δ\sim 0.2$,基态的特点是d波对称性,准粒子间隙只在鞍点的带,和一个大的峰值在零动量的d波配对的相关性。
2000-04-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Toward possibility of high-temperature bipolaronic superconductivity in boron tubular polymorph: Theoretical aspects of transition into anti-adiabatic state
通过2% Mg-介孔Al2O3催化剂制备的大直径单壁硼纳米管(SWBNT)在~40 K和~80 K下显示出抗磁性转变,这是可能的超导性的重要指示(J.Phys.Chem.C113,(2009)17661)。然而,到目前为止,还没有理论研究来解释或反驳硼的超导性。本文应用电子-振动相互作用非绝热理论的第一性原理公式研究了硼纳米管的能带结构。从头算结果表明,在扭曲流态几何条件下,电子-振动耦合导致直径大于15 μ m的SWBNT发生反绝热基态跃迁.反绝热基态的热力学和磁学性质暗示了双极化超导电性的可能性。计算得到大直径SWBNT的临界温度Tc为39 K,Mg的加入使Tc提高到70-90 K。Al的存在抑制了SWBNT的超导电性,并且管在低至0K时仍保持金属性。硼纳米管的超导特性为纳米技术奠定了优越的材料基础。
2012-04-11 cond-mat.supr-con
Superconductors: The Standing Wave Model and Super-fluid Density
驻波模型以一种新的方式描述了众所周知的超导现象[1]。本文从超导的新定义出发,从第一性原理出发,导出了一个微观的伦敦关系式。宏观电流和场之间的关系就是从这种微观关系导出的。从微观理论出发,导出了相干长度与超流密度的关系。由此得到了临界温度随超流密度的变化关系。这些结果进行了比较Bozovic等的实验工作。等[2]。
2020-06-01 cond-mat.supr-con
Microscopic Coexistence of Ferromagnetism and Superconductivity in Single-Crystal UCoGe
利用$^{59}$ Co核四极共振(NQR)研究了UCoGe($T_{\rm Curie} \sim 2.5$ K和$T_{\rm SC}$ $\sim$ 0.6 K)中铁磁性和超导电性共存的微观结构.低于1 K的$^{59}$ Co-NQR信号指示整个样品体积的铁磁性,而铁磁(FM)相中的核自旋-晶格弛豫速率$1/T_1$由于超导(SC)能隙的打开而降低到低于$T_{\rm SC}$。SC状态被发现是不均匀的,暗示了自诱导涡旋状态,可能在FM超导体中实现。另外,$T_{\rm Curie}$附近的$^{59}$ Co-NQR谱表明,UCoGe中的FM跃迁具有一阶特征,这与巡游磁体中低温FM跃迁一般为一阶的理论预言相一致.
2009-12-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Induced spin-triplet pairing in the coexistence state of antiferromagnetism and singlet superconductivity: collective modes and microscopic properties
在几种量子材料中,超导性和反铁磁性之间的密切相互作用可能导致出现一种不寻常的热力学状态,在这种状态下,两种秩序在微观上共存,尽管它们具有竞争的性质。这种共存状态的一个标志是自旋三重态超导能隙分量的出现,称为$π$ -三重态,它在空间上被反铁磁波矢调制,让人想起对密度波。在本文中,我们调查的影响,这些$π$ -三重态自由度的相图系统与竞争的反铁磁和超导订单。虽然我们专注于一个微观的双带模型,已被广泛采用的铁pnictides的研究,我们的大部分结果遵循金斯堡-朗道分析,因此应该适用于其他系统的利益,如铜酸盐和重费米子。Ginzburg-Landau泛函不仅揭示了$π$ -三重态能隙振幅与单重态能隙振幅和交错磁化强度的三线性耦合,而且揭示了$π$ -三重态$d$ -矢量与磁化方向的线性耦合.虽然在平均场水平中,这种耦合迫使$d$矢量与磁化平行或反平行地对准,但是在波动状态中,它促进两个附加的集体模式-与围绕磁化的$d$矢量的进动相关的戈德斯通模式和与两个矢量之间的相对角度相关的质量模式,其几乎退化为与单重态和三重态带隙之间的相位差相关的类Leggett-like模式。我们还研究了磁涨落对超导反铁磁相图的影响,结果表明,由于它们与$π$ -三重态序参量的耦合,共存区域得到增强。
2017-05-04 cond-mat.supr-con
Reply to the Comment on "Surface Pair-Density-Wave Superconducting and Superfluid States"
Vorontsov最近的评论[arXiv:2007.13696]声称,表面对密度波超导性的临界温度高于体FFLO的临界温度是不支持的微观理论。利用近似半微观准经典方法得到了这一结论。在这里,我们表明,一个完全微观的方法毫不含糊地证明了表面对密度波超导的存在。
2021-01-01 cond-mat.supr-con
Reply to Comment on the paper "Pairing mechanism of high-temperature superconductivity: Experimental constraints (arXiv:1012.2368)"
在我们最近发表的题为“高温超导的配对机制:实验约束”的论文(将发表在Physica Scripta,arXiv:1012.2368)中,我们回顾了一些重要的实验,这些实验对铜酸盐高温超导的微观配对机制产生了强烈的约束。特别是,我们表明,声子,而不是自旋涨落发挥主导作用的微观配对机制。我们进一步指出,在体中的本征配对对称性不是d波,而是扩展的s波(有八个线节点)在空穴掺杂的铜氧化物和无节点的s波在电子掺杂的铜氧化物。相反,评论的作者(将发表在Physica Scripta上)认为我们的结论是没有说服力的,甚至是误导的。针对评论中的批评,我们进一步指出,我们的结论得到了实验的支持,他的批评缺乏科学依据。
2011-01-13 cond-mat.supr-con
Topological Aspects of High Temperature Superconductivity and Berry Phase
本文从手征性和Berry相的观点提出了高温超导的一种机制。观察到自旋配对和电荷配对是由附着在它们上的磁通量量子产生的规范力引起的。从包含Berry相因子$μ$的重整化群方程出发,发现在超导温度$T_c$以上有两个交叉点,一个对应于玻璃相,另一个代表自旋能隙相.实际上,在这个拓扑框架中,每个载流子都被一个磁通量量子所修饰,并代表一个skyrmion。skyrmion-skyrmion束缚态导致d波库珀对的形成。我们还讨论了作用在该系统涡旋上的Magnus力。
2003-05-29 cond-mat.supr-con
Superconductivity of Magnesium Diboride: Theoretical Aspects
在这项工作中,我们回顾了我们目前的理解从理论的角度来看,因为它演变的能带结构计算在二硼化镁的超导电性。特别强调的是放在两个间隙超导。它的一些特殊的后果进行了讨论,特别是上临界场各向异性和微波电导率。
2004-10-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Theoretical aspects of simple and nested Fermi surfaces for superconductivity in doped semiconductors and high-$T_C$ cuprates
在费米能处的态密度$N(E_F)$在掺杂的超导半导体和高- $T_C$铜酸盐中是低的。这与通常认为超导需要大的电子-玻色子耦合$λ$,因此也需要大的$N(E_F)$形成对比。然而,这些系统的通用费米面(FS)是相对简单的。这里提出的论点表明,从三维多带FS到二维和简单的FS是积极有利的超导性。玻色子的嵌套和少量激发补偿了低的$N(E_F)$。铜酸盐的二维FS的典型行为以及杂质半导体和金刚石中的小的三维FS袋导致$T_C$变化作为与已经观察到的一致的掺杂的函数。预测金刚石从电子掺杂比从空穴掺杂获得更高的$T_C$,而Si和Ge中的超导性的条件不太有利。高$T_C$材料理想地应该具有很少的具有合理大的$N(E_F)$的平坦且平行的FS片材。
2013-12-23 cond-mat.supr-con
Microscopic Evidence of Direct Coupling between Magnetic and Superconducting Order Parameters in BaFe$_2$(As$_{1-x}$P$_x$)$_2$
用$^{31}$ P-NMR研究了BaFe $_2$(As $_{1-x}$ P $_x$)$_2$中磁性和超导电性的共存.我们发现超导转变发生在具有静态有序矩的磁性区域,并且在磁性和超导性相界附近的样品中,有序矩被减小到低于超导转变温度$T_{\rm c}$。我们的结果表明,磁性和超导性在空间上共存,但在同一费米表面上相互竞争。这种共存状态与在其它非常规超导体中观察到的共存状态在性质上是不同的,并对BaFe $_2$(As $_{1-x}$ P $_x$)$_2$中的超导理论模型给出了严格的限制。
2012-02-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Oxygen adsorption induced superconductivity in ultrathin FeTe film on SrTiO3(001)
碲化铁(Fe_(1 + y)Te,具有反铁磁(AFM)序)中氧掺入诱导的超导电性现象是一个有趣的现象,与FeSe的情况完全不同。到目前为止,诱导超导电性的微观起源和氧的作用还远未清楚。在这里,通过结合原位扫描隧道显微镜/光谱(STM/STS)和X射线光电子能谱(XPS)的氧化FeTe,我们发现物理吸附的O2分子结晶成c(2/3x 2)结构作为氧覆盖层在低温下,这是至关重要的超导性。O2覆盖层在FeTe晶格上没有外延生长,表明O2-FeTe相互作用较弱,但分子间相互作用较强。在STS和XPS测量中观察到的能移表明从O2覆盖层到FeTe层的空穴掺杂效应,导致在费米能级上打开4.5 meV的超导能隙。我们的直接显微探针阐明了氧在FeTe中的作用,并强调了电荷转移效应在铁硫属化物薄膜中诱导超导电性的重要性。
2021-10-13 cond-mat.supr-con
Type-1.5 superconductivity in multiband systems: magnetic response, broken symmetries and microscopic theory. A brief overview
传统的超导体是由一个单一的复序参量场来描述的,它有两个基本的长度尺度,磁场穿透深度λ和相干长度λ。它们的比值κ决定了超导体对外部场的响应,将它们分为两类:当κ <1/\sqrt{2}时为I型,当κ> 1/\sqrt{2}时为II型。我们在这里概述了多组分系统,它可以拥有三个或更多的基本长度尺度,并允许一个单独的"1.5型"超导态时,例如在两个组件的情况下,λ 1 <\sqrt{2} λ <λ 2。在这种状态下,由于额外的基本长度尺度,涡旋在长距离内相互吸引,但在短距离内相互排斥。因此,系统应该形成一个额外的半迈斯纳态,我们将在下面讨论其性质。在这种状态下,涡旋在低磁场中形成团簇。在团簇内部,其中一个组分被耗尽,超导体与正常界面具有负能量。相反,第二分量电流主要集中在团簇的边界上,使得该界面的能量为正。在这里,我们简要概述了最近的事态发展,金斯堡-朗道和微观描述这种状态。
2012-03-26 cond-mat.supr-con
Microscopic Mechanism and Pairing Symmetry of Superconductivity in the Noncentrosymmetric Heavy Fermion Systems CeRhSI$_3$ and CeIrSi$_3$
研究了非中心对称重费米子超导体CeRhSi $_3$和CeIrSi $_3$在压力下的配对对称性,这两种超导体在常压下都是反铁磁体.利用无规相位近似求解Eliashberg方程,发现通过增强反铁磁自旋涨落可以实现扩展的s波和p波的混合态,而不是$d+f$波态.结果表明,能隙函数在费米面上具有线节点,超导态的态密度与通常的d波超导体的态密度具有相似的性质,从而导致NMR弛豫速率$1/(T_1T)$在低温下没有相干峰,表现出类似于$1/(T_1T)\propto T^2$的行为.
2007-12-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic study of inhomogeneous superconductors
利用吸引哈伯德模型的自洽Bogoliubov-de Gennes形式,研究了由于量子限制、表面和杂质引起的各种非均匀性对超导性的影响.结果也进行了比较,从安德森处方,BCS形式主义,将空间不均匀性。
2003-03-29 cond-mat.supr-con
Microscopic Origin of Structural Disorder in $δ$-NbN: Correlation of Superconductivity and Electronic Structure
岩盐型氮化铌($δ$)是一种众所周知的超导体,其超导转变温度(Tc)为$\approx$ 18,K,并且具有大的超导能隙$\approx$ 3,meV。$δ$ -NbN薄膜的Tc与生长条件和晶格参数无关,表现出较大的散射。本文采用实验和从头计算相结合的方法研究了$δ$ -NbN薄膜中Tc被抑制的原子来源。通过电阻率和X射线吸收光谱分析了不同无序度的溅射$δ$ -NbN薄膜。观察到超导电性与原子畸变引起的电子重构之间有很强的相关性。理论分析表明,在富氮生长条件下,原子和分子N间隙缺陷在阳离子空位的辅助下自发形成,并通过涂抹费米能级附近的电子态密度来抑制$δ$ -NbN中的Tc。
2020-10-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Symmetry Aspects of Chiral Superconductors
本文围绕手性超导体展开,结合量子系统研究进展,探讨其对称性基础,介绍群论关键概念并将其应用于序参量分类与超导背景下朗道相变理论的推广。
2025-04-16 cond-mat.supr-con
Anisotropic type-I superconductivity and anomalous superfluid density in OsB 2
我们提出了一个超导电性的OsB 2的微观研究,并讨论了超导态的起源和特征长度尺度。从第一性原理,我们表明,OsB 2的特点是由三个不同的费米片,我们证明,这种费米学符合最近的量子振荡实验。利用发现的微观特性和文献中的实验数据,我们采用金兹伯格-朗道关系来揭示OsB 2是一种明显的I型超导体,具有非常低的金兹伯格-朗道参数kappa --这是化合物材料中罕见的特性。我们发现的相干长度和穿透深度证实了测得的热力学临界场。此外,我们的计算超导能隙结构的各向异性Eliashberg理论和从头计算的电子-声子相互作用作为输入揭示了一个单一的,但各向异性的间隙。计算出的间隙谱给出了一个很好的帐户的超流密度OsB 2在实验中测得的温度的函数的非常规行为。这表明,间隙各向异性可以解释这种行为,在几种化合物中观察到,这是以前只归因于超导性的双间隙性质。
2016-10-04 cond-mat.supr-con
Mechanism of spin-triplet superconductivity in Sr2RuO4
研究了Sr_2RuO_4的独特费米面及其嵌套性质。非常规超导性的存在是第一次在微观上,从磁相互作用(由于嵌套)和声子介导的相互作用。费米面的$α$和$β$层有利于奇宇称超导性,而$γ$层则可能具有多种超导性。存在许多可能的奇宇称间隙,包括节点间隙、时间反演对称性破缺和$\vec{d}\parallel \hat{z}$。
2000-03-03 cond-mat.supr-con
Pair-density-wave superconductivity: a microscopic model on 2D honeycomb lattice
本文提出蜂窝晶格无自旋费米子t-V₁-V₂最小模型,并通过DMRG在有限掺杂圆柱上发现基态具有稳定的PDW准长程序。
2024-10-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
NMR Study of the New Magnetic Superconductor CaK(Fe$0.951Ni0.049)4As4: Microscopic Coexistence of Hedgehog Spin-vortex Crystal and Superconductivity
通过对单晶CaK(Fe $_{0.951}$ Ni $_{0.049}$)$_4$ As $_4$的核磁共振研究,证明了一种新型的反铁磁(AFM)态,即所谓的刺猬自旋涡旋晶体(SVC)与超导性(SC)共存.在低于AFM有序化温度$T_{\rm N}$ $\sim$ 52 K时,通过直接观察在As 1位(接近K)沿$c$轴的内部磁感应强度和在As 2位(接近Ca)的零净内部磁感应强度,清楚地证明了刺猬SVC有序.核自旋-晶格弛豫速率1/ $T_1$在低于$T_{\rm c}$ $\sim$ 10 K时显示出明显的降低,这也为微观共存提供了明确的证据。此外,基于对1/ $T_1$数据的分析,在顺磁状态下,在$\sim$ $\sim$ 150 K以下,刺猬SVC型自旋关联被增强。这些结果表明,刺猬SVC型自旋关联在新的磁性超导体中SC的出现起着重要的作用。
2017-12-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Real-space microscopic description of laser-pulse induced melting of superconductivity
Norwegian University of Science and Technology(挪威科技大学);University of Cambridge(剑桥大学)
本文通过建立超导体在强激光脉冲下的实空间微观模型,揭示了激光强度接近凝聚能时,超导序参数熔化临界减缓现象,并预测了相波动和电流在时空分布中的行为,发现异常的电流流动类似反向波。
2026-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microscopic Fingerprint of Chiral Superconductivity
本研究利用准粒子干涉成像在 Si(111) 上的单原子层锡中观测到与缺陷绑定的 Bogoliubov 准粒子节点实空间图案,并结合理论与模拟证实二维材料存在手性配对。
2025-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Microscopic theory for a ferromagnetic-nanowire/superconductor heterostructure: Transport, fluctuations and topological superconductivity
受Wang等人[Nature Physics 6,389(2010)]最近实验的启发,他们观察到铁磁钴纳米线邻近耦合到超导电极的非常不寻常的输运行为,我们研究了这种介观混合结构中的邻近效应和温度依赖性输运。我们假设,在隧道势垒的不对称性引起的Rashba自旋轨道耦合的障碍,使感生的p波超导铁磁体的存在。我们首先发展了Andreev散射在自旋轨道耦合界面的微观理论,推导出一组自洽的边界条件,并找到一个表达式的p波minigap的微观参数的接触。其次,我们研究了超导转变附近电阻的温度依赖性,发现它通常具有涨落诱导峰。电阻的上升与单粒子态密度的抑制有关,这是由于形成了涨落对,其隧穿被抑制。最后,我们讨论了这一点和相关的设置,涉及铁磁纳米线的上下文中的一维拓扑超导体。有人认为,要实现不成对端马约拉纳模式,不一定需要一个半金属态,但部分自旋极化可能就足够了。最后,我们提出了另一类相关的材料系统-铁磁半导体线耦合到铁磁超导体-直接实现Kitaev-Majorana模型应该特别简单。
2012-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Comment on "Coexistence of superconductivity and topological aspects in beryllenes", Materials Today Physics 38, 101257 (2023)
本文指出 Li 等人关于铍烯超导临界温度和双能隙结论存在非物理趋势与高估,但实验证实 α-铍烯拓扑态能隙超过超导温区,支持拓扑与超导共存。
2024-07-10 cond-mat.supr-con
Gauge-invariant microscopic kinetic theory of superconductivity in response to electromagnetic fields
在规范不变的微观动力学理论中,我们研究了超导态的电磁响应。超流和正常的流体动力学都涉及。我们预测,正常的流体是存在的,只有当激发超导速度$v_s$大于一个阈值$v_L=|Δ|/k_F$。有趣的是,对于正常流体,我们发现在正常流体和超流之间存在摩擦。由于这种摩擦,部分超流体变得粘稠。为此,提出了一个三流体模型:正常流体、无粘性超流体和粘性超流体。对于稳态磁响应,在$v_s<v_L$中,只有非粘性超流时,激发出Meissner超流,能隙方程可简化为Ginzburg-Landau方程。在$v_s{\ge}v_L$中,对于正常流体、非粘性和粘性超流,除了超流中直接激发的迈斯纳超流外,还通过与粘性超流的摩擦阻力产生正常流体流。由于正常流体和粘性超流的存在,穿透深度受到散射效应的影响。此外,还提出了一个修正的Ginzburg-Landau方程。我们预测了一个奇异相,其中电阻率和超导能隙都是{ \em finite}。至于光学响应,激发的${v_s}$随时间振荡。当$v_s<v_L$时,仅存在非粘性超流体,而在$v_s{\ge}v_L$时,存在正常流体、非粘性和粘性超流体。我们发现,激发正常流体电流表现出德鲁德模型的行为,而超流的迈斯纳超流和Bogoliubov准粒子流。由于超流体和正常流体之间的摩擦,光学电导率被捕获的三流体模型。......
2018-07-09 cond-mat.supr-con
Visualizing the microscopic coexistence of spin density wave and superconductivity in underdoped NaFe1-xCoxAs
虽然铁磷属元素的高温超导起源仍有争议,但人们普遍认为,磁相互作用或涨落在触发库珀配对中起着重要作用。由于磁性与配对的相关性,长程自旋磁有序与超导电性能否在微观上共存的问题引起了人们的强烈兴趣。可用的实验方法来回答这个问题,无论是散装探针或本地的没有控制的探测位置,因此,从互斥的答案范围均匀共存。为了明确地回答这个问题,在这里,我们使用扫描隧道显微镜调查的局部电子结构的欠掺杂的NaFe 1-xCoxAs附近的自旋密度波(SDW)和超导(SC)相边界。空间分辨光谱直接揭示了在同一原子位置的SDW和SC间隙功能,提供了令人信服的证据,为微观共存的两个阶段。的SDW和SC功能的强度被证明是相互反相关的,表明两个订单的竞争。微观共存清楚地表明,库珀配对发生时,费米面(FS)的部分已经由SDW顺序间隙。因此,区域TC < T < TSDW显示出与铜氧化物的赝能隙相的强烈相似性,其中越来越多的实验证据表明,由于某些密度波序,FS重建。在这一阶段的pnictides,剩余FS有一个有利的拓扑结构磁介导的配对时,SDW的有序矩小。
2012-08-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Conjectures for the microscopic theory of high temperature superconductivity
在实验结果和我们以前理论工作的基础上,建立了高温超导的微观理论。在这个猜想中,超导和反铁磁长程序是由层间耦合驱动的。严格地说,在两个维度上,微观哈伯德模型在接近零温度最佳掺杂的$x=x_{c}$处具有(共振价键)绝缘体到金属的转变,导致量子临界点,并且其中一条交叉线由赝能隙温度$T^{*}$给出。我们认为,各种奇异的和非费米液体性能附近观察到的最佳掺杂是由于这个量子临界点的存在。在我们的推测中,交叉线$T^{*}$实际上也将超导区分为两部分,这取决于相对于$x_{c}$的掺杂水平。对于$x \leq x_{c}$,超导态具有显著的反铁磁关联,而对于$x > x_{c}$,它几乎没有反铁磁关联,从而证明了基于非相互作用电子的传统BCS理论。在$x_{c}$以下的超导态中,非弹性中子散射共振和系统地减少的超流密度在本方案中有其自然的解释。该方法支持层间对隧穿模型,其中超导凝聚能来自超导态c轴动能的降低。比较目前的情况与一些领先的理论的基础上的哈伯德和$t-J$模型。空穴掺杂和电子掺杂的铜氧化物以及重费米子超导体的一般特征可以在本图中的{ \em统一}框架中理解。
2000-08-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic resolution of superconducting electrons in ultrahigh-pressed hydrogen sulfide
本研究利用各向异性Migdal-Eliashberg方程与COHP计算揭示,高压SH$_3$的强电子-声子耦合主要源于H-H $σ$反键态而非S-H键,S-H键仅起辅助作用。
2023-06-06 cond-mat.supr-con