有机电荷转移固体中从电荷与自旋有序到超导的演化
超导电性
2019-02-11 v2 强关联电子
摘要
我们综述了在呈现超导(SC)的电荷转移固体(CTS)家族正常态中出现的不同空间破缺对称性的最新理解进展，并讨论这些知识如何揭示这些体系中非常规 SC 的机理。我们表明，对多样破缺对称态的统一理论必须显式纳入强电子-电子相互作用和晶格离散性，且最重要的是正确的四分之一带填充。在四分之一填充带中独一无二地，存在形成最近邻自旋单态的极强趋势，在一维和二维中皆然。形成自旋单态的趋势(一种量子效应)在关联四分之一填充带中驱动了公度电荷序。这种电荷有序自旋单态，我们标记为配对电子晶体(PEC)，不同于反铁磁态和单电子 Wigner 晶体且与之竞争。此外，不同于这些经典破缺对称性，PEC 的特征是存在自旋能隙。二维中形成 PEC 的趋势因晶格阻挫而增强。在对该空间破缺对称性表征之后，我们批判性地重新审视了针对超导 CTS 的半填充带 Hubbard 和 Hubbard-Heisenberg 哈密顿量中阻挫驱动 SC 的自旋涨落与共振价键理论。我们发展了 SC 的价键理论，其中超导态是通过附加压力诱导的晶格阻挫使 PEC 失稳而达到，该阻挫使自旋单态可移动。我们提出的 SC 机理对于邻近半导体态为反铁磁性而非电荷有序的 CTS 是相同的，唯一区别在于前者的 SC 是通过涨落自旋单态态而非静态 PEC 产生。
引用
@article{arxiv.1802.01551,
title = {From charge- and spin-ordering to superconductivity in the organic charge-transfer solids},
author = {R. T. Clay and S. Mazumdar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.01551},
year = {2019}
}
备注
106 pages, 64 figures