稀掺杂 SrTiO$_3$ 中的超导性：一篇综述
超导电性
2020-06-02 v2 材料科学
强关联电子
摘要
掺杂 SrTiO 是显示超导性的最稀薄的块体系统之一，它或许是非常规超导体的首个例子，因为它不符合标准 BCS 范式。超过五十年的研究揭示了一个丰富的温度-载流子浓度相图，其中展示了超导穹顶、邻近假想量子临界点、Lifshitz 转变、多能隙配对态以及反常的正常态输运性质。研究也已扩展到块体 SrTiO 之外，开创了基于 SrTiO 的异质结构这一新领域。由于许多这类主题也出现于当代受关注的其它量子材料中，近年来对 SrTiO 的兴趣再度兴起。在此，我们综述阐明这一模型系统超导态所面临的挑战与近期进展。其极端的稀薄性一方面要求重新审视构成成功的 Migdal-Eliashberg 电子-声子超导描述的若干近似，包括通过 Tolmachev-Anderson-Morel 机制对库仑排斥的抑制；另一方面也为替代配对机制开辟了有趣路径，其适用性仍在争论中。例如，涉及纵向光学声子的配对机制必须克服由配对相互作用的反绝热性质所带来的障碍，而依赖于与初生铁电性相关的软横向光学声子的机制则面临与电子-声子耦合性质相关的挑战。文中也讨论了由等离激元介导或局域由缺陷促进的配对提案。我们最后考察了多带超导的现有证据，并概述了有可能为 SrTiO 中丰富的超导问题提供新思路的有前景方向。
引用
@article{arxiv.1912.01509,
title = {Superconductivity in dilute SrTiO$_3$: a review},
author = {Maria N. Gastiasoro and Jonathan Ruhman and Rafael M. Fernandes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.01509},
year = {2020}
}
备注
review paper; submitted to the Annals of Physics special issue "Eliashberg 90"; revised version with updated references