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非常规超导电性

/unconventional superconductivity/
条目作者王强华

王强华

最后更新 2022-11-11
浏览 178
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超导能隙函数在费米面上的平均值为零的超导体。广义上,凡是不能用基于电-声耦合的BCS理论解释的,或超导配对非s-波对称的,或超导转变温度超过麦克米兰极限的超导体,均称为非常规超导体。

英文名称
unconventional superconductivity
所属学科
物理学

已知的非常规超导体包括:重费米子超导体CeCu2Si2、UPt3、URu2Si2等,实验发现这些超导体中的能隙具有各向异性乃至节点;有机超导体(TMTSF)2X(X=PF6、ClO4等),可能具有自旋三态配对。铜氧化物高温超导体家族,如La2-xBaxCuO4、La2-xSrxCuO4、YBa2Cu3O7-δ、Bi2Sr2CaCu2O8+δ、HgBa2CuO4+δ等。实验明确表明它们具有d-波超导配对,同时具有赝能隙现象。在相图中超导区邻近存在莫特绝极限的自旋反铁磁区,因此超导与强关联效应(包括自旋涨落)有密切关系,但理论尚不完善;Sr2RuO4超导体,它可能具有破坏时间反演对称的p+ip自旋三态配对。但尽管muSR和相敏SQUID等实验支持这种配对,理论预言的边缘自发电流在实验上尚未观测到,且最近的核磁共振奈特位移实验也不支持自旋三态配对;铁基超导体家族,如LaOFeAs、SmOFeAs、BaFe2As2、NaFeAs、LiFeAs、FeTexSe1-x、KFe2Se2等。其中多数超导体的转变温度超过麦克米兰极限,在相图中超导区与反铁磁坏金属区邻近。这类超导体具有多个费米面。在铁-砷类超导体中,理论预言自旋涨落导致能隙函数在电子型和空穴型费米面上会变号,是一种扩展的s-波配对。但是,同样的机理似乎不适用于解释铁-硒类超导体,因为它们只有电子型费米面。研究非常规超导体的目的有两个:一是寻找更高超导转变温度的超导体;另一个是寻找具有非平凡拓扑性质的超导体,或拓扑超导体,比如p+ip配对的超导体。在拓扑超导体中可以构建马约拉纳零能模,在拓扑量子计算中具有应用前景。

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