钛酸锶中的广义 Rashba 电声耦合与超导性

SrTiO3 以其接近铁电相以及展现出具有类似量子临界点附近系统特征穹顶状行为的超导“最优”掺杂而著称。已有若干机制被提出以联系这些现象，但大量未确定参数阻碍了明确的判定。在此，我们使用第一性原理计算辅以微观模型，研究在自旋轨道耦合存在下传导电子与铁电软横模之间允许的线性耦合。我们发现一种稳健的 Rashba 类耦合，其对极化特征向量的特定形式可变得异常强。我们刻画了这种对一般特征向量的敏感性，并且对于超拉曼散射实验推导出的特定形式，我们发现其 BCS 配对耦合常数具有支持超导性的正确数量级。第一性原理计算使我们超越线性于动量的传统 Rashba 类相互作用，并自然解释了穹顶行为及其特征不对称性。该穹顶归因于自旋轨道与跳跃能量竞争导致的角动量对动量的依赖性淬灭。具有最大 Tc 的最优密度结果与实验相当吻合且无自由参数。这些结果使广义 Rashba 动态耦合到铁电软模成为理解掺杂 SrTiO3 体超导性的一个引人注目的配对机制。