我的工作重点是利用当今现有的实际材料,对新材料有望在未来实现的先进功能进行原型设计。我们感兴趣的是电子在材料中的行为与铜或硅中的行为根本不同。我的团队开发了制造方案,将复杂复合材料的微观晶体转变为最高质量的微纳米结构,并研究它们的电子和磁性。我们技术的主要工具是聚焦离子束,它使我们能够以纳米精度从这些粒子中雕刻出晶体电路。通过这种方法,我们超越了静态晶体的可能性,并以极端和非线性的方式调整这些材料的量子态。最突出的是,我们对量子材料应用了受控应变和应变梯度,这是在宏观尺度上不可能实现的。这使我们能够调整关联景观、通道密度波或在固体中创建人工规范场。超快猝灭和极端非线性电流改变了电子光谱并诱导了新的亚稳态量子态。
a)库酸盐ND-LSCO的示意性温度掺杂阶段,显示了pseudoGap阶段(PG)[11],零场中的超导相(SC),电荷密度波区域(CDW)[12,13] [12,13],与奇怪的金属行为(SM)大致不同,与Fermi-liqu-liqu-liqu-liqu-liqu-liqu-liqu-liqu-liqu-liqu-liqu-liqu-liqu-liqu-liqu-liqu cerprion(fl)不同。b)在磁场b = 16 t中,平面电阻率𝜌(𝐽∥𝑎)的温度依赖性与氧化铜平面(𝐵∥𝑐)(对于我们的三个丘陵样品),所有这些样品都具有掺杂p = 0.24:nd-lsco(红色); LSCO S1(绿色); LSCO S2(蓝色)。这三个表现出在T〜70 K下方的完美t线性依赖性,其斜率非常相似。在20-70 K(虚线)间隔中从线性拟合中推断出的残余电阻率分别为𝜌0 = 28、12和48 𝜇Ω cm。在10 K以下的下降至零是由于超导性,在此相对较低的场上并非完全抑制。
描述和实现“非常规”的超导性仍然是量子多体物理学的最前沿挑战。在这里,我们使用统一的映射,并结合了有吸引力的Hubbard模型的完善性质,以严格证明具有低温配对密度波(PDW)相的哈密顿量。我们还表明,当应用于排斥哈伯德模型的广泛接受特性时,相同的映射会导致汉密尔顿表现出三胞胎D-Wave PDW超导性和非寻常的组合,而铁曲和抗毒素和抗毒素磁性自旋相关。然后,我们证明了D -Wave PDW的持续性,该pdw在大u上限制中从扩展T -J模型的映射中得出的哈密顿量。此外,通过对最近邻居的旋转电子迹象的策略操纵,我们说明了另一个力量的PDW超导性的可实现性。此处指出的不同磁性和外来配对相关性的交织可能与UTE 2(例如UTE 2)候选者的实验观察有联系。
筛选是一种与周围电荷屏蔽电场相关的普遍现象,已被广泛采用作为修改材料特性的一种手段。虽然大多数研究都依赖于到目前为止通过掺杂或门控进行筛选的静态变化,但在这里我们证明筛选也可以推动超快时间尺度上不同量子状态的发作。通过使用时间和角度分辨的光发射光谱谱,我们表明,强烈的光学激发可以驱动1T-TISE 2,这是一种原型电荷密度波材料,几乎可以立即从偏离半金属状态的一个。通过系统地比较随时间和激发强度与理论计算的频段结构的变化,我们发现该状态的外观很可能是由于筛选长度的急剧减少而引起的。总而言之,这项工作展示了光激励如何使tise 2中非平衡半金属相的筛选驱动的设计,可能在其他强相关的材料中为高度筛选的阶段提供了一般途径。
超导状态通常有利于类似于铁磁性的均匀空间分布。然而,配对 - 波状态在配对顺序中表现出符号变化,从而导致相干性的潜在挫败感。,我们提出了一种机械性,该机构是源于配对波状态相干性的挫败感,其空间调制表现出涡旋 - 抗逆转录了蜂窝状晶格。经典的基态配置映射到百特的三色模型,揭示了宏观的退化,并伴随着广泛的熵。相一致性问题交织了U(1)阶段和涡度变量。虽然所得的颜色和相位闪光抑制了配对密度波顺序,但它们在超导过渡温度(T C)上方维持了六重序。1/3裂片涡流作为六重方顺序中的基本拓扑缺陷出现。这种沮丧的超导性的新型机制为CSV 3 SB 5中观察到的分数振荡提供了另一种解释。
我们使用CDMFT + HFD,群集动力学平均场理论(CDMFT)的组合和Hartree Dynamial-Fock均值段的群体间消除群群间扩展相互作用的组合。对于有吸引力的非局部相互作用,该模型在半填充附近表现出一个相分离的区域,在附近,我们发现了D波超导性的岛屿,随着掺杂的函数迅速衰减,具有较小的(高)电子密度的扩展S-波序的断开区域。另一方面,当扩展的相互作用令人反感时,在强耦合限制下,孔掺杂以hole掺杂的稳定性,有利于D-波超导性。在颗粒 - 孔不变的化学电位上,我们发现了从抗铁磁性(AF)到d波超强度的一阶相变,这是有吸引力的最近邻居相互作用的函数,以及密度偏离半填充极限的偏差。反复的扩展相互作用而不是半填充的电荷密度波(CDW)订单。
kagome晶格是调查电子相关性,拓扑和沮丧磁性相互作用的凝结物理学的重要基本结构。在AV 3 SB 5(A = K,RB,CS)家族中对Kagome金属的最新工作显示出了许多相关驱动的扭曲,包括在低温下对称性断裂电荷密度波和列明超导性。在这里,我们研究了新的Kagome Metal YB 0.5 CO 3 GE 3,并在电阻率中找到了与AV 3 SB 5行为高度相似的温度依赖性扭结,并且与Co Kagome Lattice的平面结构失真相称,以及C-轴的两倍。在过渡温度以下,空间群从P 6 / mmm到P 6 3 / m较低,打破了平面镜面和C 6旋转,同时沿着C方向获得螺钉轴。在非常低的温度下,观察到各向异性负磁磁性,这可能与各向异性磁性有关。这引发了有关Kagome网中扭曲的类型及其所致的物理特性(包括超导性和磁性)的问题。
摘要非谐调对超导性的作用在过去经常被忽略。最近,人们已经认识到,Anharmonic的破坏性可以在确定大型材料的超导性特性(电子与Phonon偶联,临界温度等)中发挥基本作用,包括在极端高压力条件下接近结构软模式不稳定性的系统,包括结构软模式不可分割的系统,非晶格固体和金属。在这里,我们回顾了关于非谐作用作用的最新理论进步,尤其是Anharmonic抑制的某些普遍特性,对超导性。我们的重点是与良好的BCS理论和Migdal – Eliashberg理论相结合的微量介体的微量无形理论,用于超导性。我们详细讨论了理论框架,它们在第一原理方法中的可能实现以及对非谐波矫正性的实验探针。最后,我们向新兴的量子材料提供了几种混凝土应用,包括氢化物,铁电和具有电荷密度波不稳定性的系统。
配对密度波(PDW)是一个长期以来的外来状态,没有外部磁场,具有振荡的超导顺序。到目前为止,在建立具有PDW远程顺序的2D微观模型以其基态建立了很少见。在这里,我们建议在蜂窝状晶格上分别使用最近的邻居(NN)和下一个neart-Neighbor(NNN)相互作用v 1和v 2的无旋转晶格模型中研究PDW超导性。By performing a state-of-the-art density-matrix renormalization group (DMRG) study of this t - V 1 - V 2 model at finite doping on six- leg and eight-leg honeycomb cylinders, we showed that the ground state exhibits PDW ordering (namely quasi-long-range order with a divergent PDW susceptibility).非常明显的是,这种PDW状态持续使用2D状的Fermi表面(FS)。据我们所知,这可能是具有2D样FS的系统中PDW的第一个受控数值证据。据我们所知,这可能是具有2D样FS的系统中PDW的第一个受控数值证据。
层状过渡金属二硫属化物 (TMDC) 具有各种电子、结构和传输现象,是电子器件中最有希望的应用材料 [1, 2]。在众多新状态中,这些化合物中的电荷密度波 (CDW) 相尤其受到关注,因为它在相图中与超导相邻 [3, 4]。就电子结构而言,CDW 相通常与费米面嵌套相关,费米面特定位置的间隙打开,由 CDW 波矢连接 [5–7]。作为响应,原子从其原来的位置移动,形成可通过扫描隧道电子显微镜 (STM) 实验可视化的超结构 [8–10]。在所有 TMDC 中,1T-VSe 2 是一个特殊的例子,因为它在块体中具有长波长 3D CDW 相。它经历与 4 a × 4 a × 3 不相称的 CDW。 18c 在 T ∗ = 110 K 附近出现周期性晶格畸变,随后在 80 K 附近第二次跃迁至相应的 CDW 态 [9–11]。另一方面,电子结构上的 CDW 相得到了角分辨光电子能谱 (ARPES) 的异常研究支持。例如,据报道在