非中心對稱超導體中電子態性質的理論研究

《非中心對稱超導體中電子態性質的理論研究》是依託北京交通大學，由劉斌擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：非中心對稱超導體中電子態性質的理論研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉斌
• 依託單位：北京交通大學

項目摘要

非中心對稱超導體由於電子關聯效應和自旋軌道耦合作用使其成為目前凝聚態物理領域研究的熱點之一。本課題從緊束縛模型出發，考慮Rashba自旋軌道耦合作用，根據研究對象考慮相應的電子配對作用，套用格林函式和隨機相近似方法，數值求解線性Eliashberg方程，系統研究電子關聯效應和自旋軌道耦合作用及其相互作用對非中心對稱超導體中超導電性和相關物性的影響,包括電子自旋單態與自旋三態的混合配對態、自旋單態和自旋三態的比重隨自旋軌道耦合強度的變化、雜質和缺陷對電子庫珀對以及超導轉變溫度的影響、反鐵磁自旋漲落誘導電子配對並導致非傳統的超導電性、共存的反鐵磁長程式和超導態、正常態和超導態中的磁回響性質等，從理論上理解系統中反常的電子態性質。我們的研究結果將套用到最近發現的重費米子超導系統如CePt3Si, 以及LaAlO3/SrTiO3超導界面中,理解現有的實驗數據並預言新的物理現象。

結題摘要

本項目主要研究了非中心對稱超導體及其相關超導材料中的非常規超導準粒子態的新奇物性。我們從多帶緊束縛模型出發，套用多體Green函式技術結合T矩陣近似方法和Gutzwiller平均場自洽求解Bogoliubov-de Gennes方程，通過分析材料中的雜質散射效應，考慮Rashba自旋軌道耦合作用，解析計算了雜質近鄰的局域電子密度態譜性質，解釋了現有的STM實驗數據並進一步預言了新的物理現象，從而有效地確定材料中的電子Cooper對對稱性並分析其非常規超導電性。具體研究內容包括：（1）Ce-113家族尤其是CePt3Si中雜質誘導的局域電子結構研究，理解了系統中由於宇稱破缺引起的自旋單態和自旋三態的共存態；（2）BiS2基超導體中的費米面拓撲結構和雜質誘導的共振態性質，分析了隨摻雜演化的費米面拓撲結構以及與之相應的超導配對態；（3）CeCoIn5超導體中非磁性雜質誘導的電子態研究，理論預言結合隨後的STM實驗數據有利地支持d-波配對態；（4）銅氧化物超導體中的電子關聯和雜質效應，進一步理解了雜質引起的零能共振態強烈依賴於系統的能帶結構是否具有粒子-空穴對稱性和材料中的強電子關聯效應；(5)電子摻雜的三角晶格鈷氧化物超導體中的超導電性和磁漲落效應，套用動能驅動的超導電性解釋了鈷氧化物超導體的超導相圖，並進一步預測了磁共振峰是摻雜Mott絕緣體的普適特徵。在該項目資助下，我們已在Phys. Rev. B, Europhys. Lett, and J. Phys. Soc. Jpn等國際期刊發表論文7篇；受邀參加國際學術會議1次並做邀請報告，國內學術會議並做2次學術報告。