《銅氧化物超導體渦旋束縛態對稱性與拓撲序》是依託上海大學，由周世平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：銅氧化物超導體渦旋束縛態對稱性與拓撲序
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周世平
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
以雙分量Hubbard模型為出發在單粒子占據的約束下或者是從 Gor’kov傳播子模型出發在與系統晶格點群對稱群以及對勢對稱性相容的前提下，試圖建立描述高溫超導體對關聯函式隨摻雜度變化的物理模型；並由此推導量子態時間演化方程和自洽疊代條件. 通過理論分析與數值模擬，正確描述在物理參量空間渦旋量子態演化過程。研究量子受限尺寸效應和多序相互作用對渦旋態的對稱性的影響、邊緣態-體態對應規則；將重點關注空穴摻雜銅氧化物超導體磁通渦旋態對稱性與拓撲序，描述其基本屬性。將回答外部電磁場作用下贗能隙區量子態相位相干與否的問題。探索Hubbard模型框架下雙粒子占據的可能性、建議並論證對其量子態相位相干調控方案. 為理解與拓展Anderson 絕緣態概念相關的基本物理問題、揭示銅氧化物超導體中絕緣-金屬相變及其超導電性起因提供重要啟示。
結題摘要
本項目重點研究、描述空穴摻雜銅氧化物超導體磁通渦旋態對稱性與拓撲序，分別從 Gor’kov 傳播子方程和雙帶緊束縛模型哈密頓出發推導出相應的微觀 GL方程和 BdG 方程及其自洽條件.主要研究成果包括：(1) 揭示了d-波超導環中磁場誘導的超導-絕緣相變過程和 Majorana 粒子態的存在性問題；同時，在超導/半金屬結中重點考慮自旋-軌道相互作用過程以描述自旋單態配對態與奇頻三重態配對態間轉換機制；明確了自旋三重態零能模與界面散射的關係.(2) 描述了磁場下d波超導體的新奇量子渦旋態； 結果表明非局域散射效應，可以導致不同宇稱的配對態間相互轉換和 Skyrmion (斯克閔子) 渦旋以及半渦旋-反渦旋對態; 刻畫了相應的織構與拓撲特徵與體系的對稱性和表面散射強度的依賴關係.(3) 論證了銅氧化物高溫超導中自旋軌道耦合誘導的對稱破缺和馬約納費米態的存在性問題。具體地，在空穴摻雜的YBCO高溫超導條帶系統中，合適的自旋軌道耦合和交換場強度，將誘導出零能的手征邊界態。證明了該零能手性邊界態對應著馬約納零能模；並揭示了利用外加磁場對其進行調控的方案.我們還發現手征邊界態以及馬約納零能模在欠摻雜樣品中更易於產生， 這與欠摻雜樣品中相對較強的在位庫侖作用誘導的交錯磁化場及對稱性相變有關. (4) 對d+is 波超導體的BdG方程的自洽求解，揭示了隨外場和溫度變化的新奇的渦旋態及其拓撲序； 其中強調了雙帶超導序相互競爭機制和非厄密的梯度耦合項物理過程，預言了隨摻雜度而變化的新奇渦旋態、斯克閔子結構相變和分數拓撲荷現象。這些研究成果有助於深入理解銅氧化物超導體中渦旋量子態演化與相變和欠摻雜區贗能隙的物性實質，為探索對稱破缺誘導的馬約納束縛態提供可參考的路徑。
