Microscopic free energy functional of superconductive amplitude and phase: Superfluid density in disordered superconductors
最近的无序超导体的实验发现,超流密度$n_s(T)$显着降低,并与无序的特点,不同于预期的平均序参量场或BCS,振幅只有,图片的超导体。我们在这里描述了一个新的微观自由能泛函,明确地描述了它的依赖于超导秩序的振幅和相位,在规范不变的方式。我们在这里使用的非相互作用的相位波动的近似(高斯或谐波近似),以获得$n_s(T)$(静态)的存在下的障碍。我们成功地将我们的结果与实验进行了比较。
2020-07-14 cond-mat.supr-con
Detection of a Pair Density Wave State in UTe$_2$
本研究利用超导STM针尖在UTe$_2$中探测到三个与CDW波矢相同且相对相位约为π的PDW态,首次在超导体中证实了自旋三重态配对密度波的存在。
2023-02-27 cond-mat.supr-con
Intimate relationship between spin configuration in the triplet pair and superconductivity in UTe$_2$
Kyoto University(京都大学);Japan Atomic Energy Agency(日本原子能机构);Tohoku University(东北大学)
研究揭示UTe₂中三重态对自旋构型与超导上临界磁场H_c2的紧密关联,发现磁场方向影响H_c2大小,揭示三重态超导的独特特性。
2026-02-09 cond-mat.supr-con
Electronic dimensionality of UTe2
本研究通过高场输运各向异性测量揭示UTe2在高场下呈现准二维涡旋锁定行为,挑战其各向同性输运假设,并支持高场有序参量变化及配对密度波类状态的存在。
2025-04-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nodal superconducting gap structure and topological surface states of UTe$_2$
本文构建UTe$_2$超导相的微观最小模型,揭示其费米面在对称性要求之外强制产生额外点节点,并刻画(0-11)表面拓扑表面态与Majorana束缚模式,以调和现有实验矛盾并深化对三重态配对结构的理解。
2025-09-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic reshuffling and feedback on superconductivity in UTe2 under pressure
在重费米子顺磁UTe $_2$中发现的超导电性引起了人们的广泛关注,特别是由于在压力和磁场诱导的磁量子相变附近的超导电性增强。现在的一个挑战是,在这种强各向异性顺磁体中,沿可变方向施加压力和磁场的组合效应的特征。本文研究了在压力高达3 GPa和脉冲磁场高达58 T的条件下,沿硬磁晶向$\mathbf{b}$和$\mathbf{c}$的UTe $_2$的电阻率。我们构建了三维相图,并表明,在临界压力附近,场增强的超导性与提升的有效质量有关的崩溃的变磁场和临界场的边界处的相关顺磁制度和磁有序相,分别。超过临界压力,磁场诱导的转变之前的磁有序相的破坏,这表明反铁磁性质。通过引入磁性和超导性之间相互作用的新元素,我们的工作呼吁微观理论描述压力和磁场下的UTe $_2$的各向异性特性。
2021-08-30 cond-mat.str-el 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
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
Anisotropic signatures of the electronic correlations in the electrical resistivity of UTe$_2$
多重非常规超导相被怀疑是由重费米子顺磁体UTe $_2$中的磁涨落驱动的,并且挑战是识别电子关联的签名,包括磁涨落,在体物理量中。在这里,我们深入研究了UTe $_2$在高达70 T的强磁场下,不同的电流和磁场配置的电阻率的各向异性。提取了由电子关联控制的两个特征温度和各向异性低温类费米液体系数$A$。表征了$\mathbf{H}\parallel\mathbf{b}$在$μ_0H_m\simeq35$ ~T诱导的变磁跃迁附近的临界行为。各向异性散射过程的证据和磁波动提出了贡献,通过近藤杂交,电阻率。我们的工作呼吁微观建模的各向异性贡献的电阻率作为一个里程碑,了解磁介导的超导在UTe $_2$。
2022-06-01 cond-mat.str-el 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
Spectroscopic evidence of symmetry breaking in the superconducting vortices of UTe2
本研究利用极低温扫描隧道显微与光谱技术观测UTe2(0-11)表面超导涡旋,发现雪茄状零能涡旋核态及非对称dI/dV谱,揭示磁化对其涡旋行为的作用,为理解其磁场中超导特性提供微观信息。
2025-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vanishing Phase Stiffness and Fluctuation-Dominated Superconductivity in UTe$_2$
Cornell University(康奈尔大学);University of Maryland(马里兰大学);University of Wisconsin–Milwaukee(威斯康星大学密尔沃基分校);Canadian Institute for Advanced Research(加拿大高级研究院)
UTe₂在高压下表现出波动主导的超导性,其源于反带配对通过铁磁波动驱动,导致极低的超流相刚度和局部库珀对。
2026-10-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasi-2D Fermi surface in the anomalous superconductor UTe2
通过测量原始质量 UTe2 晶体的磁量子振荡,直接探测其费米面,发现准二维圆柱形费米面且无三维部分,为自旋三重态超导配对机制及序参量对称性提供了强约束。
2024-01-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhanced triplet superconductivity in next generation ultraclean UTe2
本研究通过新一代超净 UTe$_2$ 晶体的高磁场测量修正其超导相图,并以 Ginzburg-Landau 模型说明无序抑制磁涨落,从而揭示两种自旋三重态超导相的调控机制。
2024-08-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Single-Component Superconductivity in UTe$_2$ at Ambient Pressure
本研究针对UTe₂超导序参量对称性的争议,通过脉冲回波超声技术测量不同超导转变样品的弹性模量,证实其为单分量超导序参量,且提出B₂ᵤ奇宇称序参量与实验数据最契合。
2023-11-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of spin-polarized superconductors -- an analogue of superfluid $^3$He A-phase
从理论上表明,铁磁超导体UGe、$_2$、URhGe和UCoGe可以用类似于超流$^3$ He的A相三重态配对统一描述,包括特殊的凹型、S型和L型$H_{\rm c2}$曲线.预言了在$H$ - $T$平面上,A-$_1$和A-$_2$ -相之间必然伴随着双跃迁,这两种相都具有时间反演对称性破缺的非幺正态和半禁带.本文用同样的观点分析了新近发现的自旋极化超导体UTe $_2$,指出预期的A $_1$ -A $_2$跃迁确实在实验上出现了。这四种重费米子化合物与超流$^3$ He A相一起是值得进一步研究的富拓扑固态材料。
2020-02-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Influence of nano-hole defects and their geometric arrangements on the superfluid density in atomically thin single crystals of indium superconductor
以Si(111)衬底上的铟(Indium on Si)为原子级薄超导体平台,通过系统地控制纳米孔洞缺陷(纳米尺寸空洞)的密度,揭示了缺陷密度和缺陷几何排列对宏观和微观尺度上超导性的影响.当纳米孔缺陷均匀地分散在原子层中时,超流密度作为缺陷密度的函数(从表面积的0.7%至5%)单调地减小,在转变温度Tc中具有微小的变化,微观和宏观上测量。随着缺陷密度从5%到6%的略微增加,这些点缺陷被组织成包含单个二维补丁的缺陷链。这种新的缺陷几何排列对超导性产生了巨大的影响,导致宏观超流密度的完全消失和微观超导能隙的崩塌。这项研究为理解局部缺陷及其几何排列如何影响二维极限中的超导性提供了新的思路。
2021-09-30 cond-mat.supr-con
Magnetic fluctuations and anisotropy in UTe2: a multi-orbital study based on GGA+U and RPA
Graduate School of Engineering Science, The University of Osaka(大阪大学工学研究科);Department of Physics, Graduate School of Science, Kyoto University(京都大学理学研究科物理学系)
通过DFT+U和RPA计算,研究了UTe2在常压和压力下的磁涨落及其各向异性,发现U 5f态的动量空间分布和费米面态密度主导了压力下磁性的演化。
2026-06-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional Superconductivity in UTe2
新的自旋三重态超导体候选者UTe2最近才在2018年底被发现,并引起了极大的关注。我们回顾了在不同实验室中取得的关键实验和理论进展。UTe 2是一种重费米子顺磁体,但在发现超导性后,人们预计它将接近铁磁不稳定性,与U基铁磁超导体URhGe和UCoGe有许多相似之处。不同类型的磁相互作用之间的竞争和5f铀电子的本地和巡回字符之间的二元性,以及U价的移动出现在丰富的相图中的关键参数最近发现的极端条件下,如低温,高磁场,和压力。我们讨论了在低温下的宏观和微观实验,以澄清常压下的正相性质。将特别注意Hm = 35 T时沿硬磁轴b施加的磁场的变磁转变的发生。增加外部压力会导致磁性和电子性质的强烈变化,并对超导性产生直接反馈。注意力将被赋予作为磁场和压力的函数的费米面的可能的演变。UTe2的超导性非常丰富,表现出各种非常规的行为,这将是突出的。在磁场作用下,出现了异常巨大的超导上临界场,并具有重入行为,在温度场、压力相图中出现了多个超导相。有证据表明自旋三重态配对。将描述不同的理论方法。值得注意的是,我们讨论的UTe 2是一个可能的例子实现一个迷人的拓扑超导体。
2021-12-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Comment on "Surface Pair-Density-Wave Superconducting and Superfluid States"
Barkman等人[Physical Review Letters { \bf 122},165302(2019)]中声称,磁场中的对密度波(PDW)超导性在表面附近比在体中更稳定,这一说法没有得到微观理论的支持。
2020-12-23 cond-mat.supr-con
Metamagnetic ripples in the UTe2 high magnetic field phase diagram
Cavendish Laboratory, University of Cambridge(剑桥大学卡文迪许实验室);Wuhan National High Magnetic Field Center(武汉国家强磁场中心);University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);National High Magnetic Field Laboratory(国家高磁场实验室);Washington University in St. Louis(圣路易斯华盛顿大学);Charles University(查理大学)
该研究通过脉冲磁场测量考察UTe₂中变磁转变场随晶体取向的变化,在50 T以上发现非单调涟漪结构及反常温度依赖,揭示高场复杂磁相互作用与潜在磁子相。
2026-10-28 cond-mat.str-el 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 Structure of a Vortex Line in a Superfluid Fermi Gas
在自洽Bogoliubov-de Gennes理论框架下研究了零温下稀超流费米气体中单个涡旋的微观性质。仅使用物理参数作为输入,我们研究了对势,密度,能量和电流分布。数值结果与解析表达式的比较清楚地表明,涡的能量是由零温度BCS相干长度。
2003-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Hidden magnetic order within the pressure induced superconducting dome of UTe2
New Cornerstone Science Laboratory, Center for Correlated Matter and School of Physics, Zhejiang University(浙江大学相关物质研究中心新Cornerstone科学实验室);National Key Laboratory of Surface Physics and Chemistry(表面物理与化学国家重点实验室);Nanhu Laser Laboratory(南湖激光实验室);Max Planck Inst(马克斯·普朗克研究所)
本研究通过压力与磁场下的UTe2测量,发现压力诱导超导穹顶内存在隐藏反铁磁序,其相边界外推至与超导最大转变温度重合的量子临界点,表明该磁序可能是驱动三重态超导的母体磁相。
2026-09-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A theory of coupled dual dynamics of macroscopic phase coherence and microscopic electronic fluids: effect of dephasing on cuprate superconductivity
通过使用规范不变动力学方程方法[Yang and Wu,Phys. Rev. B { \bf 98},094507(2018); { \bf 100},104513(2019)],我们构建了铜氧化物超导体中宏观相位相干和微观电子流体的耦合对偶动力学。我们证明了发展的对偶动力学提供了一个有效的和简化的方法来制定宏观超导相相干的退相过程,以及它对微观电子流体的影响(包括间隙,超流和正常流体的密度,特别是,输运性质,以确定超导转变温度$T_c$)。然后我们给出了赝能隙态中预形成的库珀对的理论描述。赝能隙态的主要来源是无序的量子效应,它通过约瑟夫森效应激发了宏观非均匀相位涨落。受这种位相涨落的影响,铜氧化物超导体中除了常规的非粘性超流外,还存在正常流体和低于$T_c$的粘性超流。正常流体即使在零温度下也总是在节点附近出现,而粘性超流体则是由于超流体与正常流体之间的摩擦而出现的。特别地,非粘性超流得到抑制时,相位波动增强,通过增加温度,直到消失在$T_c$。然后,系统进入赝能隙状态,表现出非零电阻率以及有限的粘性超流体能隙。通过进一步将温度增加到$T^{\rm os}$,粘性超流体和间隙消失。提出了一种区分正常流体以及粘性和非粘性超流体密度的实验方案。最后,本文还将该理论应用于低维无序$s$波超导体。
2021-09-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pair-Kondo effect: a mechanism for time-reversal broken superconductivity in UTe$_2$
针对UTe$_2$中非磁正常态出现时间反演破缺超导的难题,提出pair-Kondo耦合机制,通过朗道理论证明其可驱动单一弱一级相变产生该超导态,并识别微观起源为手性库珀对屏蔽磁矩。
2024-05-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic description of axisymmetric vortices in $^{3}P_{2}$ superfluids
首次用微观理论研究了${}^{3}P_{2}$超流体中的量子化涡旋。该理论是基于Eilenberger方程确定的序参量和Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,以获得本征能量和核心磁化。在轴对称涡旋组态中,我们发现了几种稳定和亚稳定的涡旋组态,它们依赖于磁场的强度,类似于$^3$ He超流体中的$v$涡旋和$o$涡旋。证明了在强磁场作用下,$o$涡旋是最稳定的轴对称涡旋,并在$o$涡旋核中发现了两个零能的Majorana费米子束缚态.我们表明,使用BdG方程计算的芯磁化强度的配置文件是从那些只使用已知的序参量配置文件计算有很大的不同。
2020-02-26 astro-ph.HE cond-mat.supr-con nucl-th
Temperature dependence of critical velocities and long time decay of supercurrents
我们表明,超流的微观理论,基于超流体的多体光谱的性质,可以自然地解释临界速度的温度依赖性和长时间的衰变的超流。
2009-08-07 cond-mat.supr-con
Nonlocality and dynamic response of Majorana states in fermionic superfluids
我们提出了一个微观模型来描述费米子超流体中一对Majorana态的非定域交流响应。准粒子输运的依赖于时间的扰动激发有限周期的遥远的马约拉纳状态之间的波函数的跳动。我们提出了一个实验测试来测量准粒子传输的特征时间尺度通过对马约拉纳状态定义,因此,定量特征的非局域性已知是一个通用的功能的马约拉纳粒子。
2017-12-09 cond-mat.supr-con
Inhomogeneous high temperature melting and decoupling of charge density waves in spin-triplet superconductor UTe2
利用光谱成像扫描隧道显微镜研究重费米子自旋三重态超导体 UTe2 的电荷密度波,发现其具有非均匀高温熔化特性、三组分解耦现象,并与磁涨落尺度相关联。
2023-08-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el 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
Low temperature superfluid stiffness of d-wave superconductor in a magnetic field
在准经典近似下,利用微观模型计算了d波超导体涡旋态超流密度$ρ_s$的温度和场依赖性。我们发现,在低于T^{*} \varpropto \sqrt{H} $的温度下,rho_s的线性T依赖性与有效穿透深度λ_eff^{-2}(T)的行为不同地过渡到T^2依赖性。我们指出,预期的依赖性可以探测的互感技术实验。
2002-07-24 cond-mat.supr-con
Microscopic derivation of density functional theory for superfluid systems based on effective action formalism
在基于有效作用量理论的泛函重整化群框架下,发展了超流系统的密度泛函理论。我们引入了粒子数和非局域对密度的有效作用量,并证明了超流系统的Hohenberg-Kohn定理是在有效作用量下成立的.然后推导出有效作用的流量方程,其中流量参数从$0$到$1$,对应于非相互作用和相互作用系统。从平衡密度所满足的流动方程和变分方程出发,得到了推广到包含对势的Kohn-Sham势的精确表达式。所得的Kohn-Sham势具有一个很好的特点,它分别表示了外部项、Hartree项、配对项和交换关联项的微观公式。结果表明,我们的Kohn-Sham势在忽略相关性的情况下给出了Hartree-Fock-Bogoliubov理论的基态能量。我们的精确形式主义的一个优点在于它提供了系统地改进相关部分的方法。
2020-08-20 cond-mat.supr-con hep-th nucl-th
Generic Phase Diagram of Fermion Superfluids with Population Imbalance
对非平衡费米超流体的微观计算表明,能隙函数总是符号变化,即,Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)状态,直到临界不平衡$P_c$,超过该临界不平衡,正常状态在温度T=0时变得稳定。构造了$T$与$P$的相图,其中没有符号变化的BCS态仅在$T\neq 0$处稳定。我们再现了密度分布中观察到的双峰,以确定其来源并评估$P_c$作为$T$和耦合强度的函数。这些依赖性与最近的实验相匹配。
2006-09-26 cond-mat.supr-con
Microscopic description of pair transfer between two superfluid Fermi systems: combining phase-space averaging and combinatorial techniques
在超流性的平均场描述中,粒子数和规范角被视为准经典共轭变量。这种描述水平最近被用来描述库仑势垒周围的核反应。揭示了两个全同超流核(对称碰撞)之间的相对规范角对转移几率和熔合势垒的重要影响。一个与实验相联系的理论至少应该在不同的初始相对规范角上取平均值。在目前的工作中,我们提出了一种新的方法来获得超流系统之间的多对转移概率。这种方法,称为相空间组合(PSC)技术,依赖于相空间平均和组合参数来推断完整的对转移概率分布的成本,只有多个平均场计算。在一个示意性的模型基准这种方法后,我们将其应用到碰撞$^{20}$ O+ $^{20}$ O在库仑势垒以下的各种能量。一对转移的预测是类似的近似投影方法获得的结果,而显着差异被发现为两对转移。最后,我们研究了PSC方法对不同超流系统之间接触的适用性。[...]研究了PSC方法在非对称核碰撞中的适用性,并对$^{14}$ O+ $^{20}$ O碰撞进行了计算,结果表明PSC方法得到的单对和多对转移几率小得不切实际. [...]我们的结论是,最好的地面探测规范角效应的核反应和/或应用所提出的PSC方法对转移是相同的开壳层球形核的碰撞。
2018-03-21 cond-mat.supr-con nucl-th
Theory for superfluidity in a Bose system
本文提出了多粒子相互作用玻色系统(如液态$^4$ He)中超流性的微观理论。我们表明,类似于超导体中的超导电性,玻色系统中的超流性来自相反动量的粒子配对。我们证明了超流态下单粒子激发谱中存在能隙,以及超流跃迁时存在特定的热跃变。我们导出了超流粒子密度$n_s$作为温度$T$和超流速度${\bf v}_s$的函数的表达式。我们表明,超流态自由能密度$F$是$v_s$的增函数(即,$\partial F/\partial v_s > 0$),这表明超流体有保持不动的趋势(这一结果定性地解释了赫斯-费正清效应,它类似于超导体中的迈斯纳效应)。我们进一步推测了方程${\bf j}=-Λ\nabla\times \text{\boldmath $ ω $}$的存在性,其中${\bf j} = n_s{\bf v}_s$是超流流密度,$\text{\boldmath $ ω $}=\nabla\times {\bf v}_s$是超流涡量,$Λ$是正常数(借助于这个方程,可以定量地描述Hess-Fairbank效应).
2009-03-12 cond-mat.supr-con
Microscopic Scenario for Striped Superconductors
我们认为在高$T_c$铜酸盐中发现的超导态是不均匀的,相应的超流密度也是不均匀的。我们介绍了两类微观模型,捕捉这些强关联材料的磁性和超导特性。我们从一个广义的t-J模型,其中适当的非均匀项模仿条纹。我们发现,非均匀的相互作用,打破磁对称性是必不可少的诱导大量的对绑定的热力学极限的空穴。我们认为,这种类型的模型再现的ARPES和中子散射实验数据。
2000-03-18 cond-mat.supr-con
Calculation of the effect of random superfluid density on the temperature dependence of the penetration depth
成分或结构的微观变化可能导致超导性质的纳米级不均匀性,例如磁穿透深度,但这些性质的测量通常是在较长的长度尺度上进行的。我们求解了具有非均匀穿透深度λ(r)的广义伦敦方程,得到了无序平均迈斯纳效应的近似解。我们发现有效穿透深度不同于平均穿透深度,并且对无序的细节很敏感。这些结果表明,需要谨慎的解释时,测量的渗透深度和温度依赖性的系统,这可能是不均匀的。
2012-04-16 cond-mat.supr-con
On Meissner Effect and Superfluid Density in Superconductors
Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理论作为最成功的微观超导理论,有一个非常独特的预言:在零温时,能量层中只有一小部分电子形成库珀对并凝聚,但所有电子都参与形成宏观超流并贡献超流密度(穿透深度的平方反比)。最近,这一预测受到了挑战,直接测量的渗透深度掺杂过掺杂的铜酸盐。(Bozovic等人,在这里,我们证明了BCS理论的这种反直觉预测是不正确的。关键是要解开超导体中的两个基本概念:等离子体频率和超流体密度,半个多世纪以来,这两个概念一直被认为是相等的。在我们的理论中,超流密度只由成对电子决定,而等离子体频率由所有电子决定。因此,基于Ferrell-Glover-Tinkham求和规则的通过光学电导率获得超流密度的广泛使用的技术仅测量等离子体频率而不测量超流密度。我们的理论已被不同实验中存在的反常标度律所证实。
2021-06-18 cond-mat.supr-con
Microscopic picture of superfluid $^4$He
本文通过揭示超流$^4$He能级的分组特性,阐明其微观量子机制,发现超流热能随流速增大而减小,并实验证实自加热效应。
2023-04-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Shapiro steps of superfluid Fermi gases in a ring trap across the BCS--BEC crossover
Tokyo University of Science(东京理科大学)
研究超流费米气体在环形陷阱中受移动势垒影响的输运性质,通过时间依赖的Bogoliubov-de Gennes方程模拟约瑟夫森结的动态,发现不同相互作用强度下出现清晰的低阶Shapiro步平台,揭示了相互作用在非平衡相动态中的作用。
2026-11-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Identification of Superfluid Phases of 3He in Uniformly Isotropic 98.2% Aerogel
限制在高孔隙率二氧化硅气凝胶中的超流3 He是理解非常规超导体中杂质效应的范例系统。然而,关键的第一步一直难以捉摸;在淬火无序存在的情况下,超流体的微观状态的精确识别。使用一类新的高度均匀的气凝胶材料,我们报告的脉冲核磁共振实验,明确表明,在气凝胶中观察到的两个超流态是各向同性和轴向p波状态的不纯版本。在不纯的轴向状态下,没有观察到理论预测的长程轨道序的破坏(拉金-伊姆里马效应)。
2011-10-23 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Easy-plane anisotropy of magnetic fluctuations in UTe2
Rice University(莱斯大学);University College London(伦敦大学学院);Institut Laue Langevin(朗之万研究所);KTH Royal Institute of Technology(瑞典皇家理工学院);Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);University of California San Diego(加州大学圣地亚哥分校);European Spallation Source ERIC(欧洲散裂光源);University of California Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校)
通过非弹性中子散射实验与微观理论框架,揭示UTe2中反铁磁自旋涨落在ac面内各向同性而沿b轴消失,排除伊辛各向异性,支持沿b方向的B1u三重态配对。
2026-09-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Stripe-ordered superfluid and supersolid phases in attractive Hofstadter-Hubbard model
本文利用微观Bogoliubov-de Gennes方法研究了正方晶格上单带吸引Hofstadter-哈伯德模型的基态相图。我们发现,霍夫施塔特蝴蝶和超流性之间的相互作用打破了空间对称性,并在大参数空间中产生条纹有序的超流和超固相。我们还讨论了捕获势的影响,并评论观察条纹有序相冷费米气体的可行性。
2015-01-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum geometric superfluid weight in multiband superconductors: A microscopic interpretation
本研究从微观过程出发,解析多带超导体中量子几何诱导的超流权重,识别出两类带间贡献,并数值展示负SW现象,为配对密度波序提供新见解。
2024-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Energy Loss from a Moving Vortex in Superfluid Helium
我们提出了测量的能量损失和钉扎的旋涡终止在一个圆柱形容器的曲面。我们改变表面粗糙度、细胞直径、流体速度和温度。虽然能量损失和钉扎都来自于涡旋和表面之间的相互作用,但它们对实验参数的依赖性不同,这表明不同的机制支配着这两种效应。我们建议,能量损失源于重新连接与覆盖细胞壁的微观漩涡的网格,而钉扎是由其他影响,如当地的流体速度为主。
2012-09-06 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Specific Heat and Superfluid Density for Possible Two Different Superconducting States in NaxCoO2.yH2O
钴酸盐超导体NaxCoO2.yH2O的几个热力学测量迄今为止提供的结果彼此不一致。为了解决这一矛盾,我们从微观上计算了这种超导体的比热和超流密度随温度的变化关系。我们表明,两个不同的比热数据从Oeschler等人。和Jin等人。分别为扩展的s波态和p波态。两个不同的超流体密度数据也复制为每一种情况。这支持了我们最近提出的在这种材料中可能存在两种不同的配对状态的建议。此外,我们讨论了实验提出的大残留索末菲系数和非常巨大的有效载流子质量。
2006-12-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Local observation of linear-$T$ superfluid density and anomalous vortex dynamics in URu$_2$Si$_2$
重费米子超导体URu $_2$ Si $_2$是一种具有节隙结构的手征时间反转破缺超导体。在这里,我们微观可视化的超导性和空间不均匀的铁磁性在URu $_2$ Si $_2$。我们观察到线性- $T$超流体密度,与包括手征d波的d波配对对称性一致,但没有观察到手征d波预期的自发磁化。局部涡钉扎电位在不同位置具有不同取向的四重或二重旋转对称性。两者合计,这些数据支持在URu $_2$ Si $_2$中的节间隙结构,并表明手性不存在或不导致可检测的自发磁化。
2021-02-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic phase separation in the overdoped region of high-Tc cuprate superconductors
我们提出了一个高$T_{c}$超导体(HTSC)的唯象模型,假设:(1)在过掺杂区域超导和正常金属区域之间存在微观相分离;(2)仅在赝能隙$T^{*}$线以下存在均匀的超导相,这表明在轻度过掺杂的临界浓度$x_{c}$处向$T^{*}\sim 0$急剧减少。该模型解释了在几种过掺杂HTSC系统中观察到的$n_{s}/m^{*}$(超导载流子密度/有效质量)的异常掺杂和温度依赖性。我们指出一个类比超流$^{4}$ He/ $^{3}$ He薄膜,并讨论了微观相分离的能量来源。
2001-10-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superfluid vortices in neutron stars
本文提出了一个中子星壳内中子涡旋的微观量子力学模型。在简要介绍了Bogoliubov- de Gennes方程,这是我们的计算的基础上,我们提出的结果的密度分布,涡核的大小和涡能量,无论是一个孤立的中子涡和涡核重叠的情况下,与一个圆柱形核。证实了涡核尺寸的早期结果,表明涡核尺寸随密度的变化比BCS公式预测的要小得多。
2001-02-20 astro-ph cond-mat.supr-con nucl-th
Connecting dissipation and phase slips in a Josephson junction between fermionic superfluids
研究了弱耦合超流费米气体间原子约瑟夫森结中耗散的出现。我们发现,涡引起的相位滑移是整个BEC-BCS交叉耗散的主要微观来源。我们探索不同的动力学制度,通过调整两个超流水库之间的偏置化学势。对于小的激发,我们观察到耗散和相位相干共存,与一个电阻电流,其次是定义良好的约瑟夫森振荡。我们链接的结输运性质的相位滑移机制,发现涡旋成核是主要负责所观察到的电导和临界电流的趋势。对于大的激发,我们观察到的两个超流体之间的相干性不可逆的损失,和运输不能只描述在一个不相关的相位滑移图片。我们的发现为研究强关联费米系统中耗散和超流输运之间的相互作用以及非平衡量子系统中的一般概念开辟了新的方向。
2017-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con