基于张量网络算法对二维t-J模型的研究

高温超导问题是当前凝聚态物理学研究的最重要的问题之一。本文应用基于二维强关联电子无限费米子系统的投影纠缠对(gPEPS)表示下建立的虚时间演化的张量网络算法[arXiv:0907.5520],对高温超导的相关的最小模型——二维t-J 模型进行了数值模拟研究,得出二维t-J模型在半占据状态与小于半占据状态时的基态,并最终得到了海森堡反铁磁无空穴的态与有空穴的态之间的相分离线,以及二维正方格子t-J 模型的单位格点基态能量。研究结果表明,二维t-J 模型的相分离线上临界点为Jc=0.95t和下临界点为Jc=3.45t;随后模拟J/t = 0.4,发现不同的掺杂会导致出现四个超导相：一个是由电荷密度波、自旋密度波与p波共存的超导相,一个是自旋单态的d s波超导配对与反铁磁背景下自旋三态p波超导配对超导相,一个是扩展s波配对超导相,一个是铁磁背景下p波的配对超导相。     

掺杂棋盘晶格中的d波超导配对对称性

如何理解棋盘晶格中的强关联电子现象是一个值得深入研究的问题.在阻挫系统中，量子蒙特卡罗模拟通常会遇到符号问题.我们采用约束路径量子蒙特卡罗方法，有效地避开符号问题，研究了定义在掺杂棋盘晶格Hubbard模型中的超导配对关联.我们发现：d波对称性的超导配对关联函数优于其他对称性；d波配对关联函数随着次近邻跃迁强度t′的减小而增大，随着库仑相互作用的增加而增大.研究结果为进一步理解超导体中的关联效应及其超导配对机制提供了有价值的参考，也为理解阻挫和超导的关系提供了思路.     

点杂质对于具有S波配对势的扶手椅型石墨烯纳米带性质的影响

基于BCS理论,在紧束缚近似下,通过求解Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,自洽地计算了扶手型石墨烯纳米带中s波超导配对势随空间变化的分布情况.讨论了单个点杂质分别处于边界点和内部点时对于体系超导性质的影响,还进一步给出了杂质点处的局域态密度( LDOS)随杂质位置和强度的变化.     

正常金属/半导体/d波超导体隧道结中的隧穿谱和散粒噪声

利用Blonder-Tinkhanr-Klapwijk(BTK)理论求解了Bogoliubov-de Genner(BDG)方程,再结合Landauer-Büttiker公式,计算正常金属/半导体/d波超导体隧道结系统的隧穿系数,研究了隧穿谱和散粒噪声.在Rashba自旋轨道耦合参数一定的情况下,计算了散粒噪声和隧穿谱随偏压的变化.结果表明,电子入射角度θ和d波超导配对势都可以影响散粒噪声和隧穿谱.研究证明:d波超导体表面有零能束缚态存在;Andreev反射电导可以达到正常隧穿的2倍;散粒噪声被抑制的程度很大;半导体厚度L为3ε0的整数倍与半导体厚度L为非3ε0的整数倍时的散粒噪声和隧穿谱随偏压的变化有明显的区别.     

不对称s波超导体/绝缘层/s波超导体结的直流Josephson电流

在不对称s波超导体/绝缘层/s波超导体Josephson结(s/I/s)中,考虑结界面粗糙散射情况下,运用Bogoliubov deGennes(BdG)方程和Furusaki Tsukada(FT)的电流公式计算准粒子的输运系数及s/I/s结的直流Josephson电流.研究表明,结界面的通常势垒和粗糙散射均抑制结中准粒子的Andreev反射,降低了流过s/I/s结的直流Josephson电流,直流Josephson电流I随温度T的变化关系与结两侧的对称性有关.     

A_1相p波超导体中的铁磁转变

讨论了A1相p波超导态与铁磁态共存时超导电性对铁磁性的影响,发现自旋三重态的库珀配对能够增强铁磁序参量。即使在磁性序参量非常微弱的情况下,铁磁转变的温度Tm也不会低于超导转变温度Tc。当Tm和Tc重合时,磁性转变呈现一级相变的特征。系统的比热在相变点处显示了跳跃性的变化。预期本文的理论模型可以用来描述铁磁超导体UGe2的性质。     

自旋密度波对有次近邻互作用超导体的影响

本文研究具有次近邻互作用的2 1维BCS型超导体与自旋密度波共存的系统。在平均场近似下,应用含温度格林函数方法讨论自旋密度波序参量M对超导相变温度Tc的影响。计算表明不可能出现自旅密度波提高Tc的情况,而当M较大时,往往破坏超导电性。     

非常规超导体的核磁共振研究新进展

核磁共振作为一种重要的谱学研究手段,在非常规超导体的机理研究中发挥了极其重要的作用.近年来随着新型非常规超导材料的发现,对应的核磁共振研究也有了许多新的进展,这些工作对非常规超导电性的机理研究起到了积极的推动作用.本文将就核磁共振技术在奇宇称超导体、铜基高温超导体和笼目结构超导体这三类超导材料中的若干最新研究进展进行一个有针对性的概述和梳理.在奇宇称超导体研究方面,将重点介绍铬基超导家族A₂Cr₃As₃中铁磁量子临界点顺磁侧的超导相图的研究和自旋三重态超导的实验证据,非中心超导体YPtBi中反铁磁自旋涨落及非常规的自旋单态和自旋三重态混合的超导态的发现.在铜氧化物超导体和笼目结构超导体研究方面,将重点介绍YBa₂Cu₃O_y中强磁场诱导的电荷密度波序出现3倍晶胞(λ=3b)公度性的微观实验证据,笼目结构超导体CsV₃Sb₅中电荷密度波序和电子关联随压力的演化.希望本文对后续超导电性的机理研究、材料探索及实际应用能起...     

利用菲涅尔圆孔衍射探测AFeSe三元化合物超导配对对称性

提出了一个特殊菲涅尔圆孔衍射实验,核心由正常金属/绝缘层/超导体多层膜构成,用来精确探测超导配对对称性.理论分析表明,对于超导层是s波配对,△(-k)=△(k),且满足k·r=nπ的情况下,那么衍射图样的零阶为暗纹,其中k为波矢,n为整数.反之,如果△(-k)=-△(k),且在其他条件不变的情况下,那么零阶衍射图样为明纹.从而可以利用这种简单易行的实验途径,对超导电子的配对对称性进行无模棱两可的判定.最后把这套装置应用到最近发现的AFeSe三元化合物超导体,给出了可能的具体实验方案,来探测这种多费米面复杂的电子配对对称性.     

SrFe_(2-x)Ru_xAs_2中Ru掺杂引起的自旋密度波压制

利用第一性原理计算研究了超导母体材料SrFe2As2中用Ru原子替代Fe原子引起的自旋密度波压制.尽管Ru和Fe有相同的价电子结构,但是因为Ru的4d能带比Fe的3d能带更扩展,所以这种替代仍然能很明显的改变体系的能带、费米面等电子结构信息.通过第一性原理计算,我们发现在0 x 2的掺杂区域,材料的磁性相图可以分为3个区域:(Ⅰ)条纹状反铁磁态(0.0 x 0.6);(Ⅱ)低自旋态(0.6 x 1.0);(Ⅲ)非磁性态(1.0 x2.0).我们的理论计算结果不仅和实验结果非常完美的符合,同时能很好的解释随着Ru原子替代Fe原子,样品的自旋密度波被压制,超导开始出现.     

d-波超导体中的准粒子散射干扰（英文）

在重整化的哈伯德模型的框架下,考虑单杂质效应,研究了d波超导体中的准粒子散射相干现象。通过计算傅里叶变换的局域态密度分别随能量和动量的变化,得到了d波超导体中准粒子散射相干的主要特征,并且发现这些特征能够在八角模型下得到很好的解释。计算结果表明,非单调的d波能隙在单杂质导致的准粒子相干散射现象中起着重要的作用。电子谱函数的强度在反节点方向受到强烈地抑制,另外在全布里渊区中出现了一些典型的准粒子散射峰。电子谱函数的计算结果表明其费米面上存在无能隙的节点,并且沿节点和反节点方向存在几个特征局域峰。随着能量的增加,布里渊区中局域峰的位置有明显的移动。     

超导材料的超快光谱研究

电子、晶格、自旋和轨道微观自由度对超导材料的宏观特性起到至关重要的作用.在超导体系中,特别是非常规超导材料,这些自由度衍生出具有不同能量尺度的玻色激发和有序态.前者如声子、磁振子、电荷密度波、自旋密度波、自旋涨落、向列涨落等;后者如超导态、赝能隙态、向列相、反铁磁/铁磁等.前者与后者的形成密切相关.尤其是,不同的玻色激发在频域内纠缠在一起彼此相互作用,同时又与电子(或准粒子)耦合,构建出复杂而又丰富的平衡态和非平衡态物理过程.超快光谱技术的独特性在于具有宽能量范围和高时间分辨率的特点,利用光(电磁波)与超导材料相互作用中的线性和非线性响应,可以共振或非共振地探测与调控这类材料中的准平衡或非平衡态动力学属性.因为桌面超快光谱系统功能全面且具有很大的灵活性,它不仅被应用于超导体系,而且被广泛应用于其他各种无机和有机材料.由于非平衡态理论,特别是与关联电子体系相关的,目前还处在快速发展的阶段,所以本综述主要介绍了常用的桌面超快光谱技术和目前被广泛使用的相关分析理论,聚焦于讨论超导材料中超快光谱实验数据涌现出来的一些普适性趋势及进展.所涉及的超导材料包含了常规超导体、铜氧化物超导体、铁基超导体和重费米子超导体.     

扫描隧道显微谱仪对超导磁通芯子态的研究进展

磁通是第Ⅱ类超导体中的重要量子现象,对磁通物理的研究无论是对非常规超导机理问题还是超导应用都有着重要的意义.扫描隧道显微镜/谱仪是研究材料表面形貌结构和局域电子态密度的重要手段,在超导研究方面有着重要和不可替代的作用.在磁通研究方面,扫描隧道显微镜/谱仪能够直接测量得到磁通芯子的形状和磁通的分布情况.本文针对扫描隧道显微镜/谱仪可以研究的磁通芯子附近态密度分布问题,重点对超导体中拓扑平庸的磁通芯子态的研究进展进行总结.     

Zeeman效应对d波超导特性及其正常金属/d波超导结中隧道谱的影响

通过外加Zeeman磁场在d波超导中, 研究磁场对d波超导及其正常金属/d波超导结中隧道谱的影响. 研究表明: (i) Zeeman磁场能使能隙变小, 且随着磁场变大, 超导态会变为正常态, 产生一级相变; (ii)Zeeman磁场可导致零偏压电导峰劈裂, 劈裂宽度为2h₀(h₀为Zeeman能); (iii)界面势垒强度与温度都能降低劈裂的电导峰的数值, 其中界面散射势会使电导峰变得尖锐, 温度可抹平其电导 峰, 但它们并不影响Zeeman效应.     

铁基超导体中非磁性杂质引起的隙内束缚态

铁基超导体中单个非磁性杂质引起的隙内束缚态可以用来区分S-波和S±-波配对对称性.基于一个两轨道四带紧束缚模型,研究在具有S±-波配对对称性的铁基超导体中单个非磁性杂质对局域态密度的影响,获得杂质共振峰的高度、位置与杂质势的关系.发现在一定的杂质势范围内正、负能侧杂质共振峰出现的位置是对称的,当V_S0.40eV时,正能侧的共振峰分裂为2个峰,V_S=0.70eV附近区间,在次近邻点上的局域态密度中可以观察到4个明显的杂质共振峰,分别位于ω=±3.4meV和ω=±2.2meV处,像这样的隙内束缚态可以通过扫描遂穿实验直接观测.     

点杂质和Anderson无序对于具有S波配对势的石墨烯性质的影响

基于BCS理论,在紧束缚近似下,通过求解Bogoliubov- de Gennes (BdG)方程,自洽地计算了石墨烯晶格中S波超导配对势对化学势的依赖关系.并分别讨论了点杂质和Anderson无序对体系S波超导配对势的影响.     

自旋三重态超导

超导体中的库珀对通常是由一对自旋相反总自旋为零(自旋单态)的电子组成.然而,在某些特殊情况下,超导体中的库珀对可以是自旋三重态,这类超导体被称之为自旋三重态超导体.自旋三重态超导是非常罕见的量子现象,在已经发现的上万种超导体中,仅有几个超导体可能具有三重态配对.近几年,随着拓扑物态研究的深入,三重态超导体因为可能是拓扑超导的载体而越来越多地引起关注.本文简要地总结了几类可能的自旋三重态超导体的物理性质.     

量子尺寸效应与纳米金属小粒子超导电性

作者考虑到能级分布和能级关联的影响，采用随机矩阵理论，计算了无外场作用时不同粒径超导金属小粒子的两个重要自旋态(s=0，1／2)超导能隙随温度的变化关系，并在自旋s=0时，验证了实验观察所得的超导增强效应。     

超导体的导畴模型

本文提出超导体的导畴模型。在一些金属和化合物中存在着电子对波相位相干的小区域,即导畴。当温度低于超导转变温度时,这些小区域连接起来,形成超导体。超导电子对是电磁相互作用形成的部分束缚对,它们能随导畴的振动而振动。产生导畴内部电子耐波的相位相干由相干性引出孤波和约瑟夫森效应,证明理想导电性和迈斯纳效应的存在。本文还较好地解释了晶格振动对低温超导体和高温超导体的不同影响。     

FeAs基超导体的超快光谱研究

铁基超导体作为第二个被发现的高温超导体家族,其超导机理无疑是现代物理学中最引人注目的物理问题之一.从凝聚态的角度上看,铁基超导体丰富的有序态主要源于微观自由度,如电荷、轨道、自旋和晶格之间的相互作用演绎而来.近年来,随着飞秒激光技术的飞速发展,超快光谱成为了直接探测材料宏观物理量的微观机制及各种微观自由度之间相互作用的有力工具之一,并广泛应用于铁基超导体研究.本文回顾了FeAs基超导体最近的超快光谱研究,其中包括对能隙函数的探讨、在时域内区分各种有序相及这些相与超导序之间的关系以及相干声子在超导配对中的作用等方面的进展.