論文の概要: A Coherent Theory for Superconductivity through Integration of Bardeen-Cooper-Schrieffer Theory and Density Functional Theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.00719v2
- Date: Tue, 19 Nov 2024 02:10:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-20 13:32:52.277930
- Title: A Coherent Theory for Superconductivity through Integration of Bardeen-Cooper-Schrieffer Theory and Density Functional Theory
- Title(参考訳): Bardeen-Cooper-Schrieffer理論と密度汎関数理論の統合による超伝導のコヒーレント理論
- Authors: Zi-Kui Liu, Shun-Li Shang,
- Abstract要約: 現在、従来の超伝導体と非伝統的な超伝導体の超伝導に関するコヒーレント理論は欠落している。
本稿では,Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理論と密度汎関数理論(DFT)に基づく統合理論を提案する。
本研究では,Cu,Ag,Au,Sb,Biの0Kおよび0GPaにおける予測超伝導,YBCO7を含む18個の純元素の従来型超伝導体13と,非従来型超伝導体YBCO7について検証した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License:
- Abstract: A coherent theory for superconductivity of both conventional and unconventional superconductors is currently lacking. We propose an integrated theory based on the Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) theory and density functional theory (DFT), suggesting that superconductivity originates from the formation of a symmetry-broken superconducting configuration (SCC) due to atomic perturbation of the normal conducting configuration (NCC). This perturbation creates straight one-dimensional tunnels (SODTs) for electrons and/or holes, which act as resistance-free superhighways, akin to Cooper pairs in the BCS theory. The formation of SODTs implies that the electron-phonon interaction in the BCS theory can be predicted by the difference in charge densities between SCC and NCC through DFT. Our integrated theory highlights that in conventional superconductors, SODTs are part of the bulk material and are easily disrupted by phonon vibrations, resulting in a low critical superconducting temperature (Tc). Conversely, in unconventional superconductors such as YBa2Cu3O7 (YBCO7), SODTs are protected by a layered pontoon structure with very weak bonding to the bulk material, maintaining stability at higher temperatures and leading to a much higher Tc. This integrated theory is validated for 13 conventional superconductors of 18 pure elements examined in this work, including the predicted superconductivity in Cu, Ag, Au, Sb, and Bi at 0 K and 0 GPa, and one unconventional superconductor, YBCO7. Our discovery indicates that DFT can be a practical tool for predicting superconductors, enabling a systematic search for new superconducting materials in the future.
- Abstract(参考訳): 現在、従来の超伝導体と非伝統的な超伝導体の超伝導に関するコヒーレント理論は欠落している。
本稿では,バーディーン・クーパー・シュリーファー理論(BCS)と密度汎関数理論(DFT)に基づく統合理論を提案し,超伝導は標準導電構造(NCC)の原子摂動による対称性破壊超伝導構成(SCC)の形成に由来することを示唆する。
この摂動は、BCS理論のクーパー対と同様、抵抗のない超高線として作用する電子や穴のための直線1次元トンネル(SODT)を生成する。
SODTの形成は、BCS理論における電子-フォノン相互作用が、DFTを介してSCCとNCCの電荷密度の差によって予測できることを示唆している。
我々の統合理論は、従来の超伝導体ではSODTはバルク材料の一部であり、フォノン振動によって容易に破壊され、低い臨界超伝導温度(Tc)をもたらすことを強調している。
逆に、YBa2Cu3O7 (YBCO7)のような非伝統的な超伝導体では、SODTはバルク材料に非常に弱い結合を持つ層状ポントン構造で保護され、高温での安定性を維持し、より高いTcをもたらす。
この統合理論は、Cu、Ag、Au、Sb、Biの0Kおよび0GPaでの予測超伝導を含む18個の純元素からなる13の従来の超伝導体と、1つの非伝統的な超伝導体YBCO7に対して検証された。
我々の発見は、DFTが超伝導体を予測するための実用的なツールであり、将来新しい超伝導物質を体系的に探索することを可能にすることを示唆している。
関連論文リスト
- Cavity-assisted quantum transduction between superconducting qubits and trapped atomic particles mediated by Rydberg levels [49.1574468325115]
超伝導量子ビットから閉じ込められた原子やイオンの内部状態への量子状態の転送方法を提案する。
相互作用強度, 散逸, 嫌悪のパラメータを実験的に実証するために, 本手法は95%以上の忠実性を達成する。
論文 参考訳(メタデータ) (2025-01-06T18:28:18Z) - Electron-Electron Interactions in Device Simulation via Non-equilibrium Green's Functions and the GW Approximation [71.63026504030766]
電子-電子(e-e)相互作用は、量子輸送シミュレーションに明示的に組み込まれなければならない。
この研究は、非平衡条件下でのナノデバイスの大規模原子論的量子輸送シミュレーションを報告した最初のものである。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-12-17T15:05:33Z) - Transport properties and quantum phase transitions in one-dimensional superconductor-ferromagnetic insulator heterostructures [44.99833362998488]
最近製造された半導体-超伝導-強磁性絶縁体ハイブリッドに着想を得た1次元電子ナノデバイスを提案する。
FMI層長をオレンジ色または/またはグローバルバックゲート電圧を印加することにより、スピン及びフェルミオンパリティ変化QPTを調整可能であることを示す。
以上の結果から,これらの効果は実験的に利用可能であり,ハイブリッドナノワイヤにおける量子相転移の研究のための堅牢なプラットフォームを提供する可能性が示唆された。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-10-18T22:25:50Z) - Measuring kinetic inductance and superfluid stiffness of two-dimensional superconductors using high-quality transmission-line resonators [1.9343861862849647]
本研究では, 高温超伝導共振器を用いた運動インダクタンス測定手法を提案する。
等価回路モデルを用いて, 複素導電率の運動インダクタンス, 超硬度, 貫入深さ, 虚部および実部の比を抽出する。
本手法は超伝導物理学,材料科学,量子センシングの分野の実践者にとって有用である。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-07-13T15:26:00Z) - Superfluid stiffness of twisted multilayer graphene superconductors [1.374933941124824]
マジック角度ツイスト三層グラフェン(TTG)における$rho_s$の測定について報告する。
線形温度依存性は低温での$rho_s$と電流バイアス依存性における非線形マイスナー効果である。
その結果, TTGの能動超伝導の強い証拠が得られ, グラフェン系超伝導体の機構に強い制約が課された。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-06-19T18:00:04Z) - Superconductivity in a Topological Lattice Model with Strong Repulsion [1.1305119700024195]
時間反転対称性,バンドトポロジ,強い反発相互作用を組み込んだ最小2次元格子モデルを提案する。
本研究は,QSH絶縁体上の孔の弱い対から形成されることを示す。
このことから,本モデルとTBGのキラル限界における構造的類似点と相違点を解明した。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-08-21T18:00:01Z) - Performance Analysis of Superconductor-constriction-Superconductor Transmon Qubits [0.2092728936840121]
超伝導体-絶縁体-超伝導体(SIS)ジョセフソン接合は、共平面超伝導体-超伝導超伝導体(ScS)ナノブリッジ接合に置き換えられる。
ギンズバーグ・ランダウ理論の範囲内では、ナノブリッジScSトランスモンはSISトランスモンよりも電荷分散が良く、非調和性のトレードオフが小さいことが分かる。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-01-11T02:51:57Z) - Anisotropic superconductivity of niobium based on its response to
non-magnetic disorder [0.0]
ニオブは理論上も実験的にも最も研究されている超伝導体の一つである。
合金のパワー応用に加え、純粋なニオブは感度の強い磁気センシング、高周波キャビティ、最近では超伝導量子ビットの回路金属化層として用いられる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-07-28T22:24:27Z) - TOF-SIMS Analysis of Decoherence Sources in Nb Superconducting
Resonators [48.7576911714538]
超伝導量子ビットは、潜在的に基盤となるプラットフォーム技術として出現している。
材料品質と界面構造は、デバイスの性能を抑え続けている。
薄膜および隣接領域の2レベル系欠陥はノイズを導入し、電磁エネルギーを散逸させる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-08-30T22:22:47Z) - Quantum Sensors for Microscopic Tunneling Systems [58.720142291102135]
トンネル2層系(TLS)は超伝導量子ビットなどのマイクロファブリック量子デバイスにおいて重要である。
本稿では,薄膜として堆積した任意の材料に個々のTLSを特徴付ける手法を提案する。
提案手法は, トンネル欠陥の構造を解明するために, 量子材料分光の道を開く。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-11-29T09:57:50Z) - Waveguide Bandgap Engineering with an Array of Superconducting Qubits [101.18253437732933]
局所周波数制御による8つの超伝導トランスモン量子ビットからなるメタマテリアルを実験的に検討した。
極性バンドギャップの出現とともに,超・亜ラジカル状態の形成を観察する。
この研究の回路は、1ビットと2ビットの実験を、完全な量子メタマテリアルへと拡張する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-06-05T09:27:53Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。