Odd-frequency pairing effect on the superfluid density and the Pauli spin susceptibility in spatially nonuniform spin-singlet superconductors
本文对非均匀偶频超导体中由于平移对称破缺而产生的奇频自旋-单重态配对进行了理论研究。利用准经典超导理论分析了奇频配对对超流密度和自旋极化率的影响。结果表明:(1)奇频单线态对的形成降低了超流密度;(2)奇频单线态对使自旋磁化率增大,尽管它的自旋对称性是单线态。这两个不寻常的现象是相互关联的,通过一个广义的Yosida公式,同时考虑到偶数和奇数频率配对效应。
2014-03-20 cond-mat.supr-con
Upper critical fields of quasi-low-dimensional superconductors with coexisting singlet and triplet pairing interactions in parallel magnetic fields
研究了平行磁场中的准低维第二类超导体,当单重对相互作用和相对较弱的三重对相互作用共存时。在高场下,序参量的单重态和三重态成分混合,同时出现称为Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov态的非均匀超导态。因此,即使在远高于平行自旋对转变温度的温度下,三重态对相互作用也显著地增强了超导的上临界场。结果表明,即使在三重态对相互作用很弱的情况下,平行自旋对的高场相在实际中可能观察不到,这种增强也是很大的。本文还讨论了这一结果在有机超导体和铜酸盐混合超导体中的可能联系。
2000-03-30 cond-mat.supr-con
A Singlet-pairing superconductor is always also a super-spin-current-conductor
它表明,在一个导体进行适度的自旋电流,单重态配对仍然可以发生几乎一样有效地没有自旋电流。对于所有自旋向上和自旋向下的单粒子激发,系统仍然是完全有隙的,没有被削弱的电子。所有的热力学性质实际上与没有自旋流时相同。在巴拉特、库珀和施里弗的理论中发现的所有普遍性关系和相应状态的定律应该仍然有效。因此,单重态配对超导体总是可以携带持久且无耗散的自旋电流。一个启发式的论点来支持这一结论,以及两个可能的实验测试这一预测。
2007-11-19 cond-mat.supr-con
Charge and spin supercurrents in triplet superconductor--ferromagnet--singlet superconductor Josephson junctions
本文研究了三重态超导体-铁磁体-单重态超导体结中的约瑟夫森效应。我们表明,隧道库珀对与界面磁化的相互作用可以允许约瑟夫森电流在隧道哈密顿微扰理论的最低阶。要做到这一点,必须满足两个条件:铁磁体的磁化强度有一个平行于三重态超导体的${\bf d}$矢量的分量,以及超导体的间隙相对于界面动量具有相同的宇称。由此产生的充电电流显示非常规依赖于磁矩和相位差的方向。这伴随着三重态超导体中的相位相关的自旋电流,而相位无关的自旋电流总是存在。隧道微扰理论的预测证实了使用数值格林函数方法。一维结的分析处理表明,我们的结论是强大的远离隧穿制度,并揭示了非常规约瑟夫森效应在临界电流的签名。
2013-08-21 cond-mat.supr-con
Singlet-triplet mixing in the order parameter of the noncentrosymmetric superconductor Ru$_{7}$B$_{3}$
预测在没有反转中心的超导体中出现的关键效应之一是单重态和三重态序参量的混合,由于宇称,单重态和三重态顺序参数本身不再是好的量子数。为了寻找混合序参量,我们利用涡旋晶格的小角中子衍射研究了非中心对称超导体Ru $_7$ B $_3$的能隙结构.我们发现,所测量的温度依赖性的涡旋晶格形状因子的特点是由一个模型构造来描述的超导状态上的反转对称性破缺的影响,表明存在一个混合的单重态-三重态间隙,并确认理论预测。
2022-02-08 cond-mat.supr-con
Singlet superconductivity in single-crystal NiBi3 superconductor
本文利用Andreev反射光谱法研究了金属间化合物单晶超导体NiBi_3的非极化和高自旋极化电流。点接触零偏置电压下的磁电阻分别表明了非极化电流和极化电流对Andreev反射的发生和抑制。使用非极化电流的间隙值,它的对称性和温度依赖性已被确定。在NiBi 3样品中的自旋状态被确定为反平行使用高度自旋极化电流。带隙值2Delta/kBT、带隙对称性及其温度依赖性,结合反平行自旋态,表明NiBi_3是单重态s波超导体。
2018-08-01 cond-mat.supr-con
Singlet-triplet mixed state in spin-orbital-parity coupled superconductors
针对中心对称超导体中单态-三重态配对混合效应不明确的问题,本研究发现自旋-轨道-宇称耦合可在拓扑能带反转附近诱导强配对混合,能解释实验观测的面内上临界场特性,并提出检测三重态配对的实验方案。
2024-11-02 cond-mat.supr-con
Josephson Effect and Triplet--Singlet Ratio of Non--centrosymmetric Superconductors
通过求解Bogoliubov-de-Gennes方程,计算了非对称二维约瑟夫森结的Andreev束缚态和相应的约瑟夫森电流.该结由一个非中心对称超导体(NCS)分离的隧道势垒与传统的s波超导体的可变高度。除了一侧NCS中的反对称自旋轨道耦合之外,这种不对称结在界面处产生Rashba自旋轨道耦合。我们探索丰富的参数空间,并恢复各种极限情况下,如s波/p波结和不对称的s波结。此外,我们报告了从0-结到pi/2-结的过渡,随着NCS的三重态-单重态配对比率的增加,这作为一种新的机制来确定各种NCS中的未知比率。
2013-12-23 cond-mat.supr-con
Ginzburg-Landau theory of Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov states in unconventional singlet superconductors with impurities
我们推导了非常规单重态超导体在塞曼场和杂质的存在下的金兹伯格-朗道理论,以研究由此产生的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)相。我们表明,在杂质的存在下,在非常规超导体中的FFLO相的行为是定性不同的s波超导体。
2001-11-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tuning the Parity Mixing of Singlet-Septet Pairing in a Half-Heusler Superconductor
在超导体中,具有自旋${s=1/2}$的电子形成库珀对,其自旋结构通常是单线态(${S=0}$)或三线态(${S=1}$)。当费米能级附近的电子结构的特征是费米子的角动量${j=3/2}$由于强自旋轨道相互作用,新的配对状态,如偶宇称五重态(${J=2}$)和奇宇称七重态(${J=3}$)成为允许的。这种奇异状态的主要候选者是半赫斯勒超导体,它表现出非常规的超导特性,但它们的配对性质仍然没有得到解决。在这里,我们表明,在非中心对称的半Heusler LuPdBi的超导电性可以一致地描述由各向同性的偶宇称单线态和各向异性的奇宇称七重态配对,其比例可以通过电子辐照调谐的混合物。从磁输运和穿透深度的测量,我们发现,载流子浓度和杂质散射都随着辐照的增加,导致超导能隙结构的非单调变化。我们的发现为我们对拓扑材料中非常规超导态的基本理解提供了新的思路。
2021-12-02 cond-mat.supr-con
Theory of edge states in a quantum anomalous Hall insulator/ spin-singlet s-wave superconductor hybrid system
研究了自旋单重态s波超导体与量子反常霍尔系统通过邻近效应耦合后的边缘态,阐明了它们的拓扑性质。当我们考虑QAHS中诱导的超导对势时,出现了具有非零Chern数的拓扑相$i.e.$、${\cal N}=1$和${\cal N}=2$,其中Andreev束缚态表现为手征Majorana边模。我们计算了边缘模的能谱和局域态密度。研究发现,在平行于界面方向施加塞曼磁场或掺杂引起的化学势的移动,可以使${\cal N}=2$的简并手征Majorana边模被抬离。手征Majorana边缘模的简并性及其提升由定义在边缘动量的时间反演不变点处的两个不同的缠绕数来解释。
2011-05-08 cond-mat.supr-con
Interlayer spin-singlet pairing induced by magnetic interactions in an antiferromagnetic superconductor
结果表明,在金属反铁磁体中,层间自旋-单重态Cooper配对是由磁相互作用引起的,在金属反铁磁体中,每一层都是铁磁极化的,并且它们在堆叠方向上是反铁磁有序的.因此,反铁磁长程序和超导性在低温下共存。结果表明,除了在一个非常有限的参数范围内,T_AF > T_c,除非T_AF = 0,这里T_AF和T_c分别表示反铁磁和超导转变温度。发现自发交错磁化引起的交换场即使很大,也根本不影响超导电性。得到的超导序参量具有一个水平线节点,并且在自旋空间中是各向同性的,尽管背景磁序是各向异性的。讨论了该机制与反铁磁重费米子超导体UPd_2Al_3和CePt_3Si的可能联系。
2005-09-21 cond-mat.supr-con
Spin susceptibility for orbital-singlet Cooper pair in the three-dimensional Sr$_2$RuO$_4$ superconductor
我们研究了轨道-单线态配对的自旋磁化率,包括Suh \textit{et al}提出的自旋-三线态/轨道-单线态/ $s$ -波$E_g$表象。[H.\ G.所以\textit{et al} .,物理学\修订版本\研究\textbf{2},032023(2020)],用于三维超导Sr $_2$ RuO $_4$的三轨道模型。对于在能带基中表示的赝自旋单重态,当降低温度时,自旋磁化率降低,与所施加的磁场的方向无关,即使它们在自旋轨道空间中是自旋三重态/轨道单重态配对。然而,由于强的原子自旋-轨道耦合,带基中的赝自旋三重态\textbf{d} -矢量在$xy$ -平面(沿$z$ -轴)中不完全对齐,因此随着沿$z$($x$)轴的温度降低,自旋单线态/轨道单线态/奇宇称配对的自旋磁化率在$5$ - $10$百分比附近降低。我们可以通过核磁共振实验测量自旋磁化率的温度依赖性来确定库珀对赝自旋结构的对称性。我们所得到的结果作为一个指导,以确定对对称性的Sr $_2$ RuO $_4$。
2022-02-19 cond-mat.supr-con
Direct Transition Between a Singlet Mott Insulator and a Superconductor
我们认为,一个正常的费米液体和一个单线态,自旋带隙的莫特绝缘体不能连续连接,一些中间相必须侵入它们之间。通过明确地工作出一个案例研究,其中的单线态绝缘体是稳定的轨道简并和一个倒置的洪德规则耦合,模仿Jahn-Teller效应,我们发现,中间相是超导体。
2001-05-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effects of hybridization and spin-orbit coupling to induce odd frequency pairing in two-band superconductors
从理论上研究了自旋无关杂化势和自旋轨道耦合对具有等时间s波带间配对序参量的双带超导体的影响。为了研究双带超导体中的对称性类,本文解析地求解了Gorkov方程。通过定义自旋单重态和自旋三重态的s波序参量,研究了库珀对的对称性类别。对于自旋单线态,自旋无关杂化产生的库珀对属于偶频自旋单线态、偶动量、偶带宇称(ESEE)对称类。对于自旋三重态序参量,带内配对相关产生奇频自旋三重态偶动量偶带宇称(OTEE)对称类,而带间配对相关产生偶频自旋三重态偶动量奇带宇称(ETEO)类。对于自旋单重态,自旋轨道耦合产生的配对关联分别属于奇频自旋单重态奇动量偶带宇称(OSOE)对称类和偶频自旋单重态偶动量偶带宇称(ESEE)对称类。在带内和带间相关的自旋三重态情况下,自旋轨道耦合分别产生偶频自旋三重态奇动量偶带宇称(ETOE)和偶频自旋三重态偶动量奇带宇称(EEO).
2020-12-04 cond-mat.supr-con
Topological Spin Texture Created by Zhang--Rice Singlets in Cuprate Superconductors
在高温超导铜氧化物中,强电子关联的重要作用之一是形成Zhang-Rice单线态。通过充分考虑Zhang-Rice单线态形成的量子相关效应,我们发现在单空穴掺杂的CuO 2平面中,围绕Zhang-Rice单线态形成了拓扑自旋织构skyrmion. Skyrmion图像提供了反铁磁相关性和掺杂浓度x之间的自然联系。
2012-07-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-Abelian Topological Orders and Majorana Fermions in Spin-Singlet Superconductors
超导体的非Abel拓扑序的特征是在系统的边缘和宏观凝聚体的涡旋中存在零能量的Majorana费米子,它们服从非Abel统计。本文研究了在Rashba自旋轨道相互作用下自旋单态超导体的非阿贝尔拓扑相。佐藤,澳-地Takahashi和S. Fujimoto,Phys. Rev. Lett. 103,020401(2009)]。我们主要考虑s波对态和d+id对态。在d+ id波配对的情况下,只要费米能级穿过布里渊区中的Gamma点或M点附近的k点,在外加磁场下,Majorana费米子几乎出现在混合态的所有参数区域中;而在s波配对的情况下,强磁场,需要塞曼能量大于超导能隙的超导体来实现拓扑相。我们澄清,马约拉纳费米子在Rashba自旋单重态超导体是更稳定的比自旋三重态p+ip超导体在某些参数区域。我们还详细研究了保证相的拓扑稳定性的拓扑数。此外,作为一个副产品,我们发现,拓扑秩序也实现了传统的自旋(或电荷)密度波态与Rashba自旋轨道相互作用,无质量狄拉克费米子出现在系统的边缘和电荷分馏发生。
2010-09-09 cond-mat.supr-con
Theory of charge transport in diffusive normal metal / unconventional singlet superconductor contacts
在扩展电路理论的框架下,我们分析了非常规超导体与正常扩散金属接触的输运性质。我们得到了一个通用的边界条件的Keldysh-Nambu格林函数的接口,是有效的界面的任意currencies。这使我们能够调查的电压依赖性电导(电导谱)的扩散正常金属(DN)/非常规单线态超导体结在弹道和扩散的情况下。对于d波超导体,我们数值计算了不同的结的取向,电阻,DN中的无源能量,和界面的折射率的电导谱。我们证明了电导谱表现出多种特征,包括$V$形状的间隙状结构,零偏压电导峰(ZBCP)和零偏压电导谷(ZBCD)。我们发现,两种不同的机制:(i)相干Andreev反射(CAR)在DN和(ii)形成的midgap Andreev束缚态(MABS)在界面的d波超导体,是负责ZBCP,它们的相对重要性取决于之间的角度$α$的界面法线和d波超导体的晶轴。对于$α=0$,ZBCP是由于CAR在低透明度的结中具有小的无功能量,这类似于扩散正常金属/绝缘体/s波超导体结的情况。随着$α$从0增加到$π/4$,MABS对ZBCP的贡献变得更加突出,CAR的作用逐渐被抑制。在非常低的温度下,在实际高- $T_c$结的电导谱中应可观察到这种复杂的光谱特征。
2004-04-19 cond-mat.supr-con
Enhancing triplet superconductivity by the proximity to a singlet superconductor in oxide heterostructures
我们展示了在三层氧化物异质结构中,两个相反宇称的超导体之间的相干耦合在原理上是如何实现的。由于中间层离子内强的自旋轨道耦合,单重态库珀对转变为三重态,反之亦然。这导致了三重态超导性的大幅增强,并在高于原生三重态临界温度的情况下持续存在。
2016-06-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Role of spinon and spinon singlet pair excitations on phase transitions in $d-wave$ superconductors
研究了无质量狄拉克自旋和自旋单重对激发对$d-wave$超导体相变的影响。虽然在自旋单重态对激发的存在下的无质量自旋子激发不改变在$T = 0$,即XY普适性类的相变的性质,它们被认为是诱导额外的吸引力之间的相互作用势的涡旋,进一步稳定在低温下的低掺杂的高$T_c$样品的涡旋-反涡旋对。
2003-05-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Residual spin susceptibility in the spin-triplet, orbital-singlet model
核磁共振(NMR)和奈特位移测量是鉴定自旋三重态超导体的关键工具。讨论了自旋轨道耦合对具有轨道单重态特征的自旋三重态多轨道能隙函数的Knight位移和极化率的影响,并将它们与“传统”单带自旋三重态($p_x+ip_y$)超导体的响应进行了比较.我们观察到一个不可忽略的剩余自旋磁化率在低温下。
2018-08-24 cond-mat.supr-con
Coexistence of a triplet nodal order-parameter and a singlet order-parameter at the interfaces of ferromagnet-superconductor Co/CoO/In junctions
我们提出了微分电导测量钴/钴氧化物/铟平面结,500 nm × 500 nm的大小。结跨越很宽的势垒范围,从非常低的势垒到隧道势垒。所有结的特征电导在低偏压下均呈现V型结构,而不是S波序参量的U型特征。对于所有的结,电导峰的偏置都大于铟的带隙。这两种性质都排除了纯粹的s波配对。该数据很好地拟合的模型,假设S波单重态和等自旋P波三重态流体的共存。我们发现,s-波和p-波间隙的值遵循BCS温度依赖性和s-波流体的振幅增加的势垒强度。
2011-07-12 cond-mat.supr-con
Finite-momentum and field-induced pairings in orbital-singlet spin-triplet superconductors
本研究揭示偶宇称轨道单重态自旋三重态超导体中,通过轨道非平庸动能与Hund耦合产生有限动量配对,自旋轨道耦合抑制该配对,大磁场诱导超导,并应用于Sr2RuO4,发现有限动量赝自旋单重态。
2024-07-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Singlet $s^\pm$-wave pairing in quasi-one-dimensional ACr$_3$As$_3$ (A=K, Rb, Cs) superconductors
最近发现的准一维铬基超导电性引起了很大的兴奋。本文研究了新合成的KCr $_3$ As $_3$超导体的超导不稳定性。基于密度泛函理论计算的输入,我们首先构造了一个有效的多轨道紧束缚哈密顿量来模拟其低能带结构。然后,我们采用标准的随机相位近似计算研究所产生的多轨道Hubbard模型的超导不稳定性。在不同的相互作用参数区域,我们发现相图中存在不同的配对对称性,包括三重态$f$波,$p_z$波和单重态$s^\pm$波配对.我们认为,单线态$s^\pm$波配对,出现在中间的相互作用强度,在这种材料中实现。这种单线态配对是由费米面嵌套增强的自旋密度波动驱动的。我们指出,相敏测量可以区分$s$波配对KCr $_3$作为$_3$从$p_z$波先前提出的相关化合物$_2$ Cr $_3$作为$_3$。KCr $_3$ As $_3$中的$s^{\pm}$波配对也应在嵌套矢量附近显示出子能隙自旋共振模式,这可通过非弹性中子散射测量进行测试。$s^\pm$ -对的另一个有趣的性质是,它可以通过邻近效应在具有大Rashba自旋轨道耦合的半导体线中诱导时间反演不变的拓扑超导性。我们的研究对ACr $_3$ As $_3$(A=K,Rb,Cs)族中的所有超导体具有普遍意义。
2019-03-12 cond-mat.supr-con
Spin current in topologically trivial and nontrivial noncentrosymmetric superconductors
本文从理论上研究了具有混合单重态和三重态序参量的时间反演对称、非中心对称超导体的表面。在非平凡Z $_2$情形下,当三重态分量大于单重态分量时,得到了一对自旋投影相反的反向传播的亚带隙准粒子表面束缚态,从而产生了自旋流.与纯p波情况相反,这些子能隙态没有固定的自旋投影,而是依赖于沿表面的动量。在平凡Z $_2$的情况下,单重态序参量较大,没有子带隙表面束缚态出现。在这两种情况下,也有一个有限的贡献的自旋电流从连续态的能量之间的两个差距。给出了非中心对称超导体准经典格林函数的计算方法。
2010-09-01 cond-mat.supr-con
Magnetic field induced singlet - triplet phase transition in quasi one-dimensional organic superconductors
我们提出了一个准一维超导体的理论模型,具有吸引力的电子-电子相互作用占主导地位的单线态d-波通道和次主导的p-波通道。在平均场近似下,我们讨论了垂直于最低电导率方向施加的磁场的影响。最低的自由能相对应于一个单线态d-波对称在低场,但在高场的三重态对称。在几个特斯拉的中等施加场下,预期一阶单重态-三重态相变。我们建议归因于最近的临界场和NMR实验数据,观察到超导(TMTSF)2ClO 4这样的效果。
2007-09-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Cooper Pairs with Broken Time-Reversal, Parity, and Spin-Rotational Symmetries in Singlet Type-II Superconductors
我们表明,在Abrikosov涡旋相的单重态超导性是绝对不稳定的外观相对于一个超导序参量的手征三重态分量。这个手征分量p_x + ip_y打破了内部序参量的时间反转、宇称和自旋旋转对称性,而内部序参量负责库珀对中两个电子的相对运动。我们证明了对称破缺的泡利顺磁效应可以通过磁场强度和方向来调节,并且可以在有机和高温层状超导体中形成统一的顺序。
2008-05-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On self-protecting singlets in cuprate superconductors
铜酸盐超导体的基底区域(Cu-Cu网格)不仅倾向于在空穴掺杂时收缩,如从单电子量子化学所预期的,而且在最佳掺杂n_opt = 0.16附近还表现出电子不可压缩的"驼峰"。峰在临界掺杂n_crit = 0.19附近塌陷。我们分析了驼峰的起源在一个经典的液体相互作用的不可压缩粒子在容器中的反铁磁壁。与壁相互作用的氧空穴形成单线态,通过不可压缩的“自旋栅栏”保护自己免受其他空穴的影响,因此也与晶格相互作用。因此,对于包围铜孔的氧笼,具有孔的CuO_2晶格的占据必须遵循非双占据者约束。最紧密的包装的自保护单被发现发生在临界掺杂附近,最紧密的包装的配对的自保护单周围的最佳掺杂。这些单态是玻色子,但不是磁极化子。
2003-12-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spectral properties of disordered Ising superconductors with singlet and triplet pairing in in-plane magnetic fields
本文研究了面内磁场下具有伊辛自旋轨道耦合的无序超导体的谱性质,提出了修正自洽条件的简单公式,可自洽计算单重态和三重态序参量及态密度,并探讨了三重态配对对幻影能隙的影响。
2023-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin current and spin accumulation near a Josephson junction between a singlet and triplet superconductor
我们考虑了单重态和三重态超导体之间的具有任意透射系数$\mathcal{D}$的约瑟夫森结,三重态超导体的序参量由($k_x\hat{y}-k_y\hat{x}$)形式的d-矢量表征。各种数量,如隧道电流,自旋积累,和自旋电流计算通过准经典格林函数。我们还提出了一个对称性的论点,这些数量的存在和它们的依赖关系的相位差跨结。一个物理图片也给出了在结附近的Andreev状态。
2009-04-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana fermions in spin-singlet nodal superconductors with coexisting non-collinear magnetic order
在固态材料中实现Majorana费米子在拓扑有序和量子信息处理方面引起了人们极大的兴趣。我们提出了一种在超导体中产生马约拉纳费米子的新方法。我们发现,一个初始的非共线磁秩序变成一个稳定的马约拉纳束缚态的涡核中的拓扑超导体的节点自旋单线态超导体;在拓扑稳定的磁点缺陷;和边缘。我们认为,这种奇异的非阿贝尔相位可以实现在三角形和正方形格子上的扩展的t-J模型。在节结超导和磁性的关联电子材料中寻找Majorana费米子是很有希望的。
2013-01-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting critical temperature and singlet and triplet pair functions of superconductor/normal-metal/ferromagnet trilayers
利用线性化的Usadel方程计算了超导体/正常金属/铁磁体(S/N/F)三层的超导临界温度$T_c$、单重态对函数$Ψ^+(x)$和三重态对函数$Ψ^-(x)$.将Fominov $et al.$提出的S/F双层膜的格林函数方法推广到S/N/F三层膜。三层超导体的S被视为s波单重态配对超导体,S/N和N/F界面分别用$γ_b^{SN}$和$γ_b^{NF}$参数化的界面电阻来模拟。我们提出的$T_c$,$Ψ^+(x)$,和$Ψ^-(x)$典型的$γ_b^{SN}$,$γ_b^{NF}$,和交换能$ E_{ex}$:(a)对于一个小(大)的$γ_b^{NF}$,$T_c$的S/N/F三层,随着$d_N$增加,增加(减少)的N相干长度$ξ_N$的长度尺度上的$d_N=0$由于边界条件不匹配的不连续性。(b)$T_c(d_F)$表现出非单调行为,类似于具有减弱的浅倾角的S/F双层。(c)由$E_{ex}$和邻近效应引起的奇频率三重态分量$Ψ^-(x)$在N/F界面附近有一个最大值,并在F中的长度标度$ξ_{ex}$上减小。它还分别渗透到长度尺度$ξ_N$和$ξ_S$上的N和S区域。在此基础上,我们对Nb/Au/CoFe三层体系中奇三重态的实验观察和最近的$T_c$测量结果作了评述。
2007-01-29 cond-mat.supr-con
Strong anomalous proximity effect from spin-singlet superconductors
自旋三重态$p_x$波超导体与脏的正常金属之间的邻近效应导致了各种不寻常的电磁性质,反映了拓扑保护的零能准粒子与奇频库珀对之间的合作关系。然而,由于缺乏自旋三重态$p_x$波超导体的候选材料,观察这种效应一直很困难。在本文中,我们证明了异常邻近效应,这是本质上等效的自旋三重态$p_x$波超导体,可以发生在半导体/高$T_c$铜氧化物超导体混合装置中,其中两个潜在的共存:自旋单重态$d$波对势和自旋轨道耦合势维持持久的自旋螺旋状态。因此,我们提出了一个替代的和有前途的路线来观察异常邻近效应的拓扑保护准粒子和奇频库珀对的深刻性质。
2021-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vestigial singlet pairing in a fluctuating magnetic triplet superconductor: Applications to graphene moiré systems
本文针对石墨烯莫尔超晶格,研究了磁性与三重态超导共存且各自无法单独有序的二维模型,发现其中存在以有限 $\vec{d} \cdot \vec{N}$ 为特征的残留相,该相兼具 BCS 对称性、迈斯纳效应和亚稳态超流,并可解释石墨烯莫尔系统中的隧穿实验现象。
2023-01-03 cond-mat.supr-con
Singlet-Quintet Mixing in Spin-Orbit Coupled Superconductors with j=3/2 Fermions
在非中心对称超导体中,自旋-轨道耦合可以诱导出具有s波自旋单重态和p波自旋三重态通道的非常规超导态,从而产生各种奇异现象,包括各向异性上临界场、磁电效应、拓扑超导性等。在这项工作中,我们从理论上提出了一种新的类型的配对混合状态,即s-波自旋单态和d-波自旋五态通道的混合,可以诱导自旋轨道耦合,即使在存在反转对称性时,电子有效地携带“自旋3/2”在超导体中。作为单重态-五重态配对混合的物理结果,在该系统中发现了拓扑线超导性,并产生了平坦表面的Majorana带。我们的工作提供了一个可能的解释超导半Heusler化合物中观察到的非常规超导行为。
2018-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Identifying spin-triplet pairing in spin-orbit coupled multi-band superconductors
本文研究了Hund耦合和自旋轨道耦合对多轨道体系超导电性的影响。Hund相互作用导致轨道-单重态自旋-三重态超导,其中库珀对波函数在两个轨道交换下是反对称的。我们确定了三个d-矢量描述偶宇称轨道单重态自旋三重态配对之间的t2 g-轨道,并发现这三个d-矢量是相互正交的。SO耦合进一步帮助对的形成,钉扎d-矢量三元组的方向,并诱导相对相位差为π/2的自旋-单重态配对。在能带基础上的赝自旋d-矢量沿z轴对齐,并对应于动量依赖的带间和带内配对。我们讨论准粒子色散,磁响应,集体模式,和实验结果的超导体Sr 2 RuO 4。
2012-05-03 cond-mat.supr-con
Singlet-Triplet Mixing in Superconductor-Ferromagnet Hybrid Devices
我们发展了一个理论,它描述了混合结构组成的超导和铁磁部分。我们给出两个应用实例。首先,我们考虑一个混合结构包含一个强铁磁体的弹道极限。其次,我们研究了弱铁磁体中畴壁对超导邻近效应的影响。在这两种情况下,我们帐户定量之间的混合单重态和三重态相关。
2004-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Chirality and spin transformation of triplet Cooper pairs upon interaction with singlet condensate
我们表明,完全极化的三重态s波分量的特点是不仅由自旋方向,但也由手征。极化三重态组分和单重态组分的相互作用导致产生具有相反自旋方向或不同手性的三重态库珀对。这种自旋转变导致了多端磁性约瑟夫森结中有趣的现象。本文计算了具有“磁性”超导体S $_{\text{m}}$的S $_{\text{m}}$ /n/S $_{\text{m}}^{\prime}$型多端约瑟夫森接触中的直流约瑟夫森电流$I_{\text{J}}$。超导体S $_{\text{m}}$附着在磁性绝缘体(过滤器)上,只允许具有固定自旋方向的电子通过。假设滤波器轴彼此反向平行。在二端约瑟夫森结中约瑟夫森电流为零,即,在S/n/S $_{\text{m}}$或S $_{\text{m}}$ /n/S $_{\text{m}}^{\prime}$联系人中。但在三端约瑟夫森结中,另一个S超导体连接到正常导线上,有限电流$I_{\text{J}}$似乎从S~超导体流向S $_{\text{m}}$超导体。通过右(左)超导体S $_{\text{m}}$的电流符号相反,即${I_{\text{R}} \equiv I_{\text{J}} = I_{\text{c}} \sin (χ_{\text{R}} + χ_{\text{L}} - 2 χ) = - I_{\text{L}}}$,其中$χ_{\text{L/R}}$和$χ…
2015-12-16 cond-mat.supr-con
Parametrization of Nambu vertex in a singlet superconductor
我们分析了自旋单重态超导体中有效Nambu两粒子顶点及其重整化群流的一般性质。在完全自旋旋转不变量形式中,南部顶点只能由三个不同的分量表示。精确求解平均场模型与减少BCS和前向散射相互作用的流量,我们获得洞察的奇异性的动量和能量的依赖性的顶点在临界能量标度和以下的超导性。使用分解的顶点在各种相互作用的通道,我们设法隔离奇异的动量和能量的依赖性,只有一个动量和能量变量的每一项,这样的奇异性可以有效地参数化。
2010-07-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Long-range effects in superconductor-ferromagnet structures
本文分析了超导/铁磁体(S/F)结构中邻近效应,在S/F界面附近铁磁体的磁化强度具有局部不均匀性。我们证明了由于邻近效应,在铁磁体中不仅产生了超导凝聚体的单重态,而且还产生了超导凝聚体的三重态。虽然凝聚物的单重态成分在短的长度$ξ_{h}=\sqrt{D/h}$上渗透到铁磁体中($h$是铁磁体中的交换场,$D$是扩散系数),但在S/F界面处的三重态成分(在S/F界面处为单重态成分的量级)在长的长度$\sqrt{D/ε}$上渗透($ε$是能量)。这种长距离的渗透到铁磁体中导致在超导临界温度$T_{c}$以下铁磁体电导的显著增加。
2001-03-05 cond-mat.supr-con
Theory of reduced singlet pairing without the underlying state of charge stripes in the high-temperature superconductor YBa_2Cu_3O_6.45
最近,在y=6.45和Tc=35 K的YBa_2Cu_3O_y(YBCO_y)中观察到磁激发的强烈增强的xy各向异性[Science 319,597(2008)]。与在YBCO_6.6和YBCO_6.85中观察到的不同,各向异性在较低的温度和较低的能量下生长得很明显,并且不会被超导性的开始抑制。我们认为YBCO_(6.45)中的单线态配对效应大大降低。这种减少伴随着增强了竞争的单重配对,一个强大的趋势,所谓的d-波波Pomeranchuk不稳定,导致实验观察到的磁激发的顺序。
2009-04-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The bulge in the basal plane area of cuprate superconductors - evidence for 3a singlet hole pairs
空穴掺杂铜氧化物超导体中基面面积的掺杂依赖性中的凸起与CuO_2晶格中氧笼的非双占据约束有关。这种约束有利于形成的3a孔对生长成细丝与沿(π,π)方向的无间隙激发。因此,在赝隙状态下,产生了孔对的节点金属。在n =1/6 ~ 0.16范围内,致密填充的3a空穴对稳定了最佳掺杂态。
2006-07-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity Induced by the Proximity Effect of Singlet Resonating Valence Bond Order in High-$T_c$ Superconductors
在t-J模型的框架下研究了非均匀掺杂对高$T_c$铜氧化物超导体的影响。特别是,两个非超导区域之间的边界与掺杂率远高于和低于最佳的检查。结果表明,虽然体相没有超导性,但在边界处出现了超导区,这是因为在该区域同时发生了单重共振价键序和holon凝聚。诱导超导电性的临界温度可以高于最佳掺杂样品的诱导超导电性的临界温度,并且在低于临界温度时,诱导超导电性的临界电流密度可以与超导态的电流密度相同数量级。我们还指出了观察这种现象的实验可能性。
2002-03-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Upper critical field in few-layer Ising superconductors
Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学)
本文研究了少层伊辛超导体中自旋单态序与位移场的关系,提出通过标度关系提取自旋对称性信息,并探讨了混合自旋序的可能性。
2026-02-15 cond-mat.supr-con
Josephson effect in multi-terminal superconductor-ferromagnet junctions coupled via triplet components
本文从Usadel方程出发,研究了多端约瑟夫森结。该结由“磁性”超导体S $_{\text{m}}$组成,它们具有单重态配对,并通过自旋过滤器与正常的n线分离,使得约瑟夫森耦合仅由完全极化的三重态分量引起。结果表明,具有反平行总自旋取向的三重态库珀对之间没有相互作用。附加的单线态超导体S的存在导致有限的约瑟夫森电流$I_{\text{Q}}$与一个不寻常的电流-相位关系。计算了库珀对自旋不同取向时n线的态密度。本文导出了多端约瑟夫森接触中电流$I_{\text{Q}}$的一般公式,并应用此公式分析了两种不同结构的四端约瑟夫森结。它特别示出的“磁”和“磁”的情况下,可以实现在这些结。在具有平行滤波器取向的二端结构和具有反平行滤波器取向的三端结构中,我们发现了附加单重态超导体的临界电流随温度的非单调变化。此外,在这些结构中,临界电流表现出里德尔峰一样的依赖于交换场的“磁性”超导体。虽然由于单重态和三重态分量的正交性,没有电流通过S/n界面,但超导体S中的序参量的相位对多端结构中的约瑟夫森电流有影响.
2016-03-14 cond-mat.supr-con
Topological order, symmetry, and Hall response of two-dimensional spin-singlet superconductors
完全带隙的二维超导体耦合到动态电磁已知表现出拓扑秩序。在这项工作中,我们开发了一个统一的低能量描述自旋单重配对状态的$s$波,$d+id$,和手征更高的偶数波超导体的拓扑Chern-Simons场论。这些理论捕捉到了博戈留波夫准粒子和涡旋的量子统计和融合规则,并结合了所有单线态超导体中存在的全局连续对称性--特别是自旋旋转和磁通量守恒。对于所有这样的系统,我们计算这些对称性的霍尔响应,并调查在边缘的物理。特别地,手性$d+id$手性状态的弱耦合相具有自旋霍尔系数$ν_s=2$和对于磁通量对称性的消失的霍尔响应。我们认为,后者是一个通用的二维超导体与带隙光子的结果,从而证明了自发磁场的手征超导体的基态的情况下。本文还表明,Chern-Simons理论的手征自旋单态超导体属于Kitaev的16倍分类的拓扑超导体。
2017-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Static and dynamic properties of Josephson weak links with singlet and triplet coupling
本文从理论上研究了具有单重态和三重态约瑟夫森耦合的短约瑟夫森结(JJ)的静态和动态特性。在单态约瑟夫森弱连接中,两个单态超导体S通过正常的薄膜(N)或导线相互连接。三重态JJ,我们记作S $_{\text{m}}$ /N(F)/S $_{\text{m}}$,是由两个单重态BCS超导体被一薄层弱铁磁体F $_{\text{w}}$覆盖而形成的。这些超导体S $_{\text{m}}$通过自旋过滤器与N(或F)层分离,自旋过滤器仅使具有一个自旋取向的电子通过。从左(右)超导体S $_{\text{m}}$传播的三重态库珀对不仅在极化上彼此不同,而且在手性上彼此不同。后者由弱铁磁体F $_{\text{w}}$的磁化取向决定。我们得到了这两种类型的JJ的临界约瑟夫森电流的解析公式。如果从左右S $_{\text{m}}$进入S $_{\text{m}}$ /N(F)/S $_{\text{m}}$ JJ中的N膜的三重态库珀对的手征性不同,则在没有相位差的情况下约瑟夫森电流不为零(自发约瑟夫森电流)。我们还计算了导纳$Y(Ω)$任意频率$Ω$的情况下的单重态JJ和低频率的情况下的三重态JJ。在低温$T$下,单线态JJ s中导纳$Y^{\prime}(Ω)$的实部在${\hbar Ω\geq Δ_{\text{sg}}}$处从零开始增加,但在${T \geq Δ_{\text{sg}}}$…
2017-08-14 cond-mat.supr-con
Spin-orbit-coupled superconductivity with spin-singlet non-unitary pairing
非常规超导体有两种带隙函数:幺正带隙函数和非幺正带隙函数。这个核心课题一直集中在纯自旋三重态或单重态三重态混合超导体。然而,推广到纯自旋单态超导体仍然主要是理论上的兴趣,这需要至少一个多轨道相关的电子系统。在这项工作中,我们提出了一个可能的建立酉和非酉配对的自旋单态超导体的两个原子轨道。然后,我们研究了原子自旋轨道耦合效应,发现了一种新的自旋轨道耦合非幺正超导体,它支持奇异现象。值得注意的是,主要有三个特点。首先,原子自旋轨道耦合将电子自旋锁定在面外,这可能产生具有与泡利极限相比大的面内上临界场的II型伊辛超导。第二,即使在没有外加磁场或塞曼场的情况下,也可以实现拓扑手征或螺旋Majorana边缘态。此外,自旋单重态非幺正配对与自发时间反转破缺甚至可以产生自旋极化超导态,这为通过测量自旋分辨态密度来检测这种奇异态提供了确凿的证据。因此,我们的工作可能为自旋轨道耦合超导体的自旋单重态非幺正配对对称性开辟一条新的途径。
2023-03-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological quantum phase transitions in the spin-singlet superconductor with Rashba and Dresselhaus (110) spin-orbit couplings
我们研究了具有Rashba和Dresselhaus(110)自旋轨道耦合的自旋单态超导体的拓扑性质。通过对称性分析,证明了Bogoliubov-de Gennes(BdG)哈密顿量中存在几个拓扑不变量.我们使用粒子-空穴对称性的Pfronan不变量$\mathcal{P}$来证明BdG哈密顿量的所有可能的相图。我们发现边缘谱是狄拉克锥或平带,这支持了该系统中马约拉纳费米子的出现。对于Majorana平坦带,需要更高对称性的BdG哈密顿量来使它们拓扑稳定。在确定马约拉纳平坦带的位置时,使用了Pfronan不变量$\mathcal{P}(k_{y})$和缠绕数$\mathcal{W}(k_{y})$。
2013-06-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The gap equations for spin singlet and triplet ferromagnetic superconductors
导出了超导与铁磁性共存时的能隙方程。我们对待单重态和三重态,无论是等自旋配对(ESP)或相反的自旋配对(OSP)状态,并研究这些状态的行为作为交换分裂的函数。对于s波单重态,我们发现,我们的间隙方程正确地再现了Clogston-Bracrasekhar限制行为和Baltensperger-Sarma方程的相图(不包括FFLO区域)。单线态超导序参量被证明是独立的交换分裂在零温度下,假设在推导的Clogston-Schirrasekhar限制。OSP类型的P波三重态,作为交换分裂的函数,表现出与单重态类似的行为。另一方面,ESP三重态表现出非常不同的行为。特别是没有Clogston-Schirrasekhar限制和超导临界温度实际上是增加交换分裂。
2003-03-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Structure of vortex-bound states in spin-singlet chiral superconductors
研究了具有($d_{x^2-y^2} \pm i d_{xy}$)波和($d_{xz} \pm id_{yz}$)波配对对称性的自旋单重手征超导体中涡旋束缚态的结构。研究发现,在($d_{xz} \pm id_{yz}$)波态的涡旋绑定的零能态是分散沿涡线,形成一个双简并的马约拉纳平坦带。另一方面,($d_{x^2-y^2} \pm i d_{xy}$)波超导体的涡旋束缚态只存在于有限能量下。利用紧束缚Bogoliubov-de Gennes哈密顿量的精确对角化和解析解,我们计算了涡旋束缚态的能谱以及涡旋核和反涡旋核周围的局域态密度.我们发现涡旋的隧穿电导峰比反涡旋的隧穿电导峰宽得多。这种差异可以用作手征序参量对称性的直接标记。
2015-08-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orientation-dependent Josephson effect in spin-singlet superconductor/altermagnet/spin-triplet superconductor junctions
本研究通过格林函数方法分析自旋单态超导体/交错磁体/自旋三重态超导体结中的约瑟夫森效应,发现电流-相位差关系强烈依赖取向角与配对波函数,可实现ϕ0相和0-π转变,为探测自旋三重态超导及设计无场量子器件提供新途径。
2024-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electronic Properties of the Effective Singlet-Triplet Model
本文在强关联电子的多带p-d模型的基础上,得到了CuO_2层的有效单重态-三重态模型。所得的哈密顿量对于p型超导体具有推广的单重态-三重态t-t '-J模型的形式,对于n型超导体具有通常的t-t'-J模型的形式。在X算符表象的平均场近似下,导出了Gorkov型格林函数的方程。在四方晶格的情况下,超导序参量的对称性分类导致p型和n型超导体都有d_{x^2-y^2}型和d_{xy}型的单重配对,而s型单重配对不发生。研究了有效单重态-三重态模型的正顺磁相,得到了布里渊区色散、态密度和费米能级随掺杂的演化。
2002-08-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dynamical Josephson Effect Between a Singlet and a Triplet Superconductor
Norwegian University of Science and Technology(挪威科技大学);Imperial College London(伦敦帝国理工学院);University at Buffalo, State University of New York(纽约州立大学布法罗分校)
通过建模由二维电子气分隔的自旋单态和自旋三重态超导体的约瑟夫森结,发现时变门电压可改变选择定则,产生静态下消失的振荡cosφ约瑟夫森分量,导致包含无耗散和耗散分量的电荷电流。
2026-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con