超冷原子费米子梯子中磁介导的空穴配对
量子气体
2023-02-01 v1 强关联电子
量子物理
摘要
掺杂反铁磁体中可移动载流子的配对在非常规超导电性的产生中起着关键作用。在这些强关联材料中，配对机制通常被认为是由磁关联介导的，这与传统超导体中声子介导的相互作用形成对比。然而，对实际材料中潜在机制的精确理解仍然缺乏，这推动了近40年来的实验和理论研究。早期理论研究确立了在梯子系统中掺杂剂之间结合的出现，其中理想化的理论玩具模型在阐明配对方面发挥了重要作用，尽管存在排斥相互作用。在此，我们实现了这一长期存在的理论预测，并报告了在量子气体显微镜装置中观察到由磁关联引起的空穴配对。通过设计具有混合维度耦合的掺杂反铁磁梯子，我们抑制了短尺度上空穴的泡利阻塞。这导致结合能急剧增加和配对尺寸减小，使我们能够观察到主要占据梯子同一横档的空穴对。我们发现空穴-空穴结合能的数量级与超交换能相当，并且随着掺杂增加，我们观察到对分布中的空间结构，表明束缚空穴对之间存在排斥。通过设计一种结合被强烈增强的构型，我们描绘了一种提高超导临界温度的新策略。
引用
@article{arxiv.2203.10027,
title = {Magnetically mediated hole pairing in fermionic ladders of ultracold atoms},
author = {Sarah Hirthe and Thomas Chalopin and Dominik Bourgund and Petar Bojović and Annabelle Bohrdt and Eugene Demler and Fabian Grusdt and Immanuel Bloch and Timon A. Hilker},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.10027},
year = {2023}
}