杂质诱导的相竞争与超固态

若干材料家族表现出超导与其他序之间的竞争。当这种竞争由掺杂驱动时，不可避免地涉及空间不均匀性，这些不均匀性可以播种竞争序。我们研究了吸引 Hubbard 模型中的杂质诱导电荷序，该模型是超导与电荷密度波序竞争的典型模型。我们表明，单个杂质在由竞争相能量代价设定的长度尺度上诱导出电荷序织构。我们的结果与早先提出的强耦合场论一致，在该场论中，超导序参量与电荷序参量构成 $SO(3)$ 矢量场的分量。为了讨论多个杂质的效应，我们关注两种情况：关联分布与随机分布。在关联情况下，每个杂质周围的 CDW 液泡相干重叠，导致具有共存配对与电荷序的“超固态”相。相比之下，杂质的随机分布不会导致相干 CDW 的形成。我们论证，相干序带来的能量降低可以产生反馈效应，驱动杂质之间的关联。这可以理解为源于由杂质织构介导的类 RKKY 相互作用。我们讨论了对铜氧化物以及诸如 NbSe$_2$ 等掺杂 CDW 材料中电荷序的启示。