論文の概要: Magnetically mediated hole pairing in fermionic ladders of ultracold
atoms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.10027v1
- Date: Fri, 18 Mar 2022 15:54:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-21 12:33:52.711507
- Title: Magnetically mediated hole pairing in fermionic ladders of ultracold
atoms
- Title（参考訳）: 超低温原子のフェルミオンラグにおける磁場誘起ホールペアリング
- Authors: Sarah Hirthe, Thomas Chalopin, Dominik Bourgund, Petar Bojovi\'c,
Annabelle Bohrdt, Eugene Demler, Fabian Grusdt, Immanuel Bloch, Timon A.
Hilker
- Abstract要約: 量子ガス顕微鏡における磁気相関によるホールペアリングの観測について報告する。
混合次元結合を持つドープ反強磁性ラグを用いて、短距離スケールでのホールのパウリブロッキングを抑制する。
超交換エネルギーの順序にホール-ホール結合エネルギーが見出され、ドーピングの増加に伴い、対の分布における空間構造が観察され、有界ホール対間の反発を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Pairing of mobile charge carriers in doped antiferromagnets plays a key role
in the emergence of unconventional superconductivity. In these strongly
correlated materials, the pairing mechanism is often assumed to be mediated by
magnetic correlations, in contrast to phonon-mediated interactions in
conventional superconductors. A precise understanding of the underlying
mechanism in real materials is, however, still lacking, and has been driving
experimental and theoretical research for the past 40 years. Early theoretical
studies established the emergence of binding among dopants in ladder systems,
where idealised theoretical toy models played an instrumental role in the
elucidation of pairing, despite repulsive interactions. Here, we realise this
long-standing theoretical prediction and report on the observation of hole
pairing due to magnetic correlations in a quantum gas microscope setting. By
engineering doped antiferromagnetic ladders with mixed-dimensional couplings we
suppress Pauli blocking of holes at short length scales. This results in a
drastic increase in binding energy and decrease in pair size, enabling us to
observe pairs of holes predominantly occupying the same rung of the ladder. We
find a hole-hole binding energy on the order of the superexchange energy, and,
upon increased doping, we observe spatial structures in the pair distribution,
indicating repulsion between bound hole pairs. By engineering a configuration
in which binding is strongly enhanced, we delineate a novel strategy to
increase the critical temperature for superconductivity.
- Abstract（参考訳）: ドープ反強磁性体における移動電荷キャリアのペアリングは、非慣性超伝導の出現において重要な役割を担っている。
これらの強相関材料では、ペアリング機構は、従来の超伝導体におけるフォノンによる相互作用とは対照的に、磁気相関によって媒介されるとしばしば仮定される。
しかし、実際の物質における根底にあるメカニズムの正確な理解はまだ欠けており、過去40年間、実験と理論的研究の推進を続けている。
初期の理論研究は、反動的な相互作用にもかかわらずペアリングの解明に理想的な理論玩具モデルが重要な役割を果たしたラダーシステムにおけるドーパント間の結合の出現を確立した。
本稿では,この長年の理論予測と,量子ガス顕微鏡における磁気相関によるホールペアリング観測について報告する。
混合次元結合を持つドープ反強磁性ラグを用いて、短距離スケールでのホールのパウリブロッキングを抑制する。
これにより、結合エネルギーが大幅に増大し、ペアサイズが減少し、ラダーの同じラングを主に占める一対の穴が観察できるようになった。
超交換エネルギーの順序にホール-ホール結合エネルギーが見出され、ドーピングの増加に伴い、対の分布における空間構造が観察され、有界ホール対間の反発を示す。
結合を強く強化する構成を工学的に構築することにより、超伝導の臨界温度を高めるための新しい戦略を導出する。
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