《基於三帶模型研究競爭序對鐵基超導體中渦旋態的影響》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由王景榮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於三帶模型研究競爭序對鐵基超導體中渦旋態的影響
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王景榮
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
對於鐵基超導體的研究是目前凝聚態物理最重要的領域之一。隨著摻雜濃度、壓力等因素的變化，鐵基超導體表現出自旋密度波（SDW）態、nematic電子態、超導態等不同的相。研究SDW序、nematic序和超導序的競爭與共存有助於理解鐵基超導體的配對機制。我們將基於三帶模型，在費米子色散關係中引入磁場影響，推導包含了磁場的關於SDW序、nematic序和超導序的有效作用量，然後根據該有效作用量研究SDW序和nematic序對於渦旋態的影響。我們希望解決兩方面的問題：第一，隨著化學勢等參數的調節，SDW序、nematic序和超導序在渦旋態中能否同時存在，如果同時存在，是處於相分離狀態還是微觀共存狀態；第二，競爭序的量子漲落將會對渦旋態帶來何種影響。通過這些研究可以豐富和加深對於SDW序、nematic序和超導序競爭與共存的理解，並更好地解釋或者預測鐵基超導體中關於渦旋態的實驗結果。
結題摘要
不同序參量的競爭與共存是非常規超導體中存在的一個普遍現象。對於該問題的研究有助於我們理解非常規超導體的配對機制以及新奇的物理性質。對於鐵基超導體等典型的第二類超導體，當外磁場大於下臨界磁場，小於上臨界磁場時，體系將形成渦旋態。在渦旋核超導序被磁場壓制，而在渦旋核外部超導序則依然存在。在渦旋內部，由於超導序被壓制，與超導序競爭的序參量將會出現，當逐漸離開渦旋核，該序參量將逐漸被壓制，此時超導序和該序參量在實空間呈現競爭與共存的現象。最近的實驗研究顯示，對於鐵基超導體可能存在滿足C2對稱性的條紋自旋密度波（SSDW）、也可能存在滿足C4對稱性的磁有序相，包括電荷自旋密度波相（CSDW）和自旋渦旋晶體相（SVC）。SSDW、CSDW、SVC這三種磁有序相的量子融化將分別形成三種不同的順磁相：條紋相（nematic）、電荷密度波相（CDW）、和自旋渦旋密度波相（SVDW）。我們研究了超導序和上述六種不同的序參量發生競爭與共存時渦旋態的性質，我們發現渦旋態的形狀以及序參量的空間分布確實存在不同的特徵。這些結果表明觀測超導渦旋態是探測和分辨上述六種序參量的有效方法。 我們還研究了其它幾個重要的相關問題：我們研究了d波超導體以及d波超導和條紋相共存時上臨界磁場的性質，解釋了某些重費米子超導體的相關實驗結果；我們研究了銅氧化物超導體條紋相量子臨界點附近，條紋序的量子漲落和無序對於節點準粒子的影響，並對BSCCO最佳摻雜附近的角分辨光電子譜實驗結果以及YBCO中反常的線性殘餘比熱給出了更合理的理論解釋；我們研究了可以描述欠摻雜的銅氧化物超導體的三維量子電動力學（QED3）模型，發現有限溫下U(1)規範場將導致狄拉克費米子激發獲得奇異的速度重整化。這些研究也有助於理解非常規超導體的新奇性質和序競爭。 此外，因此我們還研究了多種拓撲半金屬中相互作用和無序導致的新奇物理現象，給出了一些重要的理論預測，有可能未來在相關材料中得到證實。 在項目的支持下，在Physical Review B等期刊上共發表論文13篇，其中第一作者論文6篇。
