We systematically investigate the intricate interplay between short-range fermion-fermion interactions and disorder scatterings beneath the superconducting dome of noncentrosymmetric nodal-line superconductors. Employing the renormalization group that unbiasedly treats all kinds of potential degrees of freedom, we establish energy-dependent coupled flows for all associated interaction parameters. Decoding the low-energy information from these coupled evolutions leads to the emergence of several intriguing behavior in the low-energy regime. At first, we identify eight distinct types of fixed points, which are determined by the competition of all interaction parameters and dictate the low-energy properties. Next, we carefully examine and unveil distinct fates of physical implications as approaching such fixed points. The density of states of quasiparticles displays a linear dependence on frequency around the first fixed point, while other fixed points present diverse frequency-dependent behavior. Compressibility and specific heat exhibit unique trends around different fixed points, with the emergence of non-Fermi-liquid behavior nearby the fifth fixed point. Furthermore, after evaluating the susceptibilities of the potential states, we find that a certain phase transition below the critical temperature can be induced when the system approaches the fifth fixed point, transitioning from the nodal-line superconducting state to another superconducting state. This research would enhance our understanding of the unique behavior in the low-energy regime of nodal-line superconductors.
Identification of Nodal Kink in Electron-Doped (Nd$_{1.85}$Ce$_{0.15}$)CuO$_4$ Superconductor from Laser-Based Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
对电子掺杂的(Nd $_{1.85}$ Ce $_{0.15}$)CuO $_4$高温超导体进行了高分辨激光角分辨光电子能谱测量。我们揭示了一个明确的扭结在$\sim$ 60毫电子伏的色散沿(0,0)-($π$,$π$)节方向,伴随着峰-谷-驼峰功能的光电子能谱。这表明,在电子掺杂的超导体中,节点电子与集体激发(玻色子)耦合,声子是最有可能的玻色子候选者。这一发现建立了一个普遍性的节点电子耦合在空穴和电子掺杂的高温铜氧化物超导体。
High-throughput Investigations of Topological and Nodal Superconductors
对称性指标的理论,使数据库搜索拓扑材料在正常的导电阶段,这导致了几个非线性拓扑材料数据库。到目前为止,这样一个数据库的拓扑超导体尚未实现,因为缺乏信息的配对对称性的现实材料。在这项工作中,避开这个问题,我们解决了另一个问题:预测的拓扑和节点超导性的材料为每个单值表示的点群。基于最近开发的超导体的对称性指标,我们提供了全面的映射从配对对称性拓扑或节点超导性质的无机晶体结构数据库中列出的超导材料。我们定量地表明,大约90%的计算材料是拓扑或节点超导体时,属于一个一维的非平凡的irrep点群的配对被假定。当材料是表征强化的节点超导体时,节点的位置和形状也被识别。这些数据汇总在\textit{Database of Topological and Nodal Supercoductors}。我们还提供了一个子程序\textit{Topological Supercon},它允许用户通过上传第一性原理计算的结果作为输入来检查任何材料本身的超导相的拓扑性质。我们的数据库和子程序,结合实验,将帮助我们理解的配对机制,并促进实现长期寻求的马约拉纳费米子有希望的拓扑量子计算。
Interacting Majorana fermions in strained nodal superconductors
朗道能级(LL)已被预测出现在狄拉克节点下施加非均匀应变的系统。本文研究了二维$d_{xy}$单线态(2D-S)和三维$p \pm i p$等自旋三线态(3D-T)超导体。我们证明了spinful马约拉纳性质的散装无间隙零-LLS。沿一定方向的应变可以在体相中诱导两个拓扑结构不同的相,第零个LLs位于界面处。这些模式是不稳定的铁磁性的2D-S的情况下。3D-T中出现的实空间马约拉纳费米子允许更多奇异的可能性。
Effects of out-of-plane disorder on the nodal quasiparticle and superconducting gap in single-layer Bi$_2$Sr$_{1.6}Ln_{0.4}$CuO$_{6+δ}$ ($Ln$ = La, Nd, Gd)
用角分辨光电子能谱研究了单层铜氧化物Bi $_2$ Sr $_{1.6}$ $Ln$ $_{0.4}$ CuO $_{6+δ}$($Ln$ = La,Nd,Gd)的面外无序对电子结构的影响.我们观察到,随着无序度的增加,在费米面形状和能带色散不受影响的情况下,准粒子宽度增加,反节能隙增大,节区的超导能隙减小。结果表明,面外无序通过增大结区的反节能隙和降低结区的超导能隙而显著降低超导性.
Anomalous Scaling of the Penetration Depth in Nodal Superconductors
最近在几个节点超导体中发现的低温($T$)穿透深度(PD)在量子临界点附近的反常超线性标度表明低温PD可以作为超导体中量子临界涨落的有用探针。另一方面,铜酸盐是海报子节点超导体没有表现出任何这样的反常标度的PD,尽管越来越多的证据表明量子临界点。那么很自然地要问量子临界涨落何时以及如何引起PD的反常标度?通过对二维点节点超导体问题的重整化群计算,证明了与点群对称约化有关的量子临界涨落导致了对PD的$T$依赖性的非普适对数修正.由此产生的视幂律依赖于裸速度各向异性比。然后,我们比较我们的结果从两个不同的节点超导体:YBa $_2$铜$_3$ O $_{6.95}$和CeCoIn $_5$的数据集。考虑到所有的兴趣点群,$C_{4v}$,降低的可能性,我们发现我们的结果是非常一致的YBa $_2$铜$_3$ O $_{6.95}$是接近垂直的双QCP,和CeCoIn $_5$是接近对角双QCP。我们的研究结果激发了对CeCoIn $_5$中的对角周期波动的搜索。
Emergent loop-nodal s$_\pm$-wave superconductivity in CeCu$_2$Si$_2$: similarities to the iron-based superconductors
重费米子超导体由于具有自旋轨道耦合自由度和电子关联,是新电子配对态的主要候选者。1979年发现的CeCu $_2$ Si $_2$中的超导电性是强关联电子系统中非常规(非BCS)超导体的原型,至今仍没有解决。在这里,我们提供了基于先进的第一性原理理论方法的超导性的第一份报告。我们发现,有希望的候选者是一个$s_\pm$波态的费米面上的环形节点,不同于广泛预期的线节点$d$波态。主要的配对胶是磁性的,但高秩八极波动。该系统与铁基超导体共享多轨道自由度的重要性。我们的发现不仅揭示了这种材料中长期存在的谜团,而且促使我们重新考虑所有重费米子超导体中的配对状态和机制。
Dirac and Weyl Superconductors in Three Dimensions
我们介绍了3D狄拉克(Weyl)超导体(SC)的概念,它有保护块四(二)重节点和表面Andreev弧在零能量。我们提供了在具有奇宇称配对和镜像对称的中心对称SC中实现它们的充分判据,例如,Cu $_x$ Bi $_2$ Se $_3$的节相。当镜像缠绕数非平凡时,狄拉克节点对出现在镜像不变平面中。镜像对称性破缺可以使狄拉克节点间产生拓扑SC。当反演规范对称性破缺时,每个狄拉克节点演化为节点环。只有当时间反演对称性被破坏时,狄拉克节点才可能分裂成一对外尔节点。
Dirac nodal pockets in the antiferromagnetic parent phase of FeAs superconductors
我们发现,以前测得的小费米表面口袋内的反铁磁相SrFe 2 As 2和BaFe 2 As 2是一致的狄拉克色散调制层间跳跃,从而产生一个狄拉克点在k-空间和一个尖点的磁场角度依赖的磁量子振荡频率。这些发现支持了这些材料中节自旋密度波的存在,这可能在保护金属态免受局域化效应方面发挥重要作用。SrFe_2As_2和BaFe_2As_2中狄拉克费米子的速度比石墨烯中慢14-20倍,这表明磷属元素化物为探索强相互作用狄拉克费米子的效应提供了实验室。
Intrinsic Mechanism for Magneto-Thermal Conductivity Oscillations in Spin-Orbit-Coupled Nodal Superconductors
我们描述了一种机制,通过它的纵向热导率$κ_{xx}$,在面内磁场中测量,振荡作为一个功能的场角在分层节点超导体。当节点处的自旋轨道分裂大于节点散射率时,这些振荡发生,并且与先前确定的涡致振荡互补。在充分各向异性的材料中,自旋-轨道机制可能占主导地位。作为一个特殊的应用,我们专注于铜酸盐高温超导体YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6+x}$。这种材料属于Rashba双层,其中单个CuO $_2$层缺乏反转对称性,尽管晶体本身是全局中心对称的。我们发现,自旋-轨道耦合赋予$κ_{xx}/T$的特性依赖于磁场角,应该很容易检测到实验,并认为,对于欠掺杂的样品的自旋-轨道的贡献大于涡旋的贡献。磁热导率的一个关键优点是它是自旋轨道物理的体探测器,因此对表面的反转破坏不敏感。