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载流子掺杂铱氧化物绝缘体中由大自旋轨道耦合诱导的可能超导性:弱耦合方法

超导电性 2019-09-02 v1

摘要

我们基于具有大自旋轨道耦合(SOC)的方形晶格上有效的t2gt_{2g}三轨道Hubbard模型,研究载流子掺杂铱氧化物绝缘体Sr2_{2}IrO4_{4}中可能的超导性。通过随机相位近似数值求解超导(SC)能隙函数的线性化Eliashberg方程,我们系统地考察了具有可能配对对称性的单重态与三重态SC能隙函数以及超导性的参数依赖关系。对于与Sr2_{2}IrO4_{4}相关的现实SOC λ\lambda与洪德耦合J/UJ/U,即大λ\lambda与小J/UJ/U区域,我们发现带内反铁磁(AF)赝自旋jeff=l+s\bm{j}_{\text{eff}} = -\bm{l}+\bm{s}涨落有利于电子掺杂中的dx2y2d_{x^{2}-y^{2}}波赝自旋jeff=1/2j_{\text{eff}}=1/2单重态配对。我们还发现dx2y2d_{x^{2}-y^{2}}波配对随SOC增大与洪德耦合减小而更趋稳定。此外,我们展示在小λ\lambda与大J/UJ/U区域,空穴掺杂区域有利于s±s_{\pm}波单重态配对。s±s_{\pm}波配对的起源在于带间对散射,其由带内反铁磁自旋s\bm s涨落引起。尽管考虑了赝自旋三重态配对的可能性,我们发现其在所有研究参数下均不利。也讨论了其他具有大SOC的强关联材料的实验后果。

关键词

引用

@article{arxiv.1904.01812,
  title  = {Possible superconductivity induced by a large spin-orbit coupling in carrier doped iridium oxide insulators: A weak coupling approach},
  author = {Kazutaka Nishiguchi and Tomonori Shirakawa and Hiroshi Watanabe and Ryotaro Arita and Seiji Yunoki},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1904.01812},
  year   = {2019}
}

备注

14 pages, 17 figures, to be submitted in Journal of the Physical Society of Japan (JPSJ)