論文の概要: Revealing Symmetry-Broken Superconducting Configurations by Density Functional Theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.00719v3
- Date: Tue, 28 Jan 2025 22:04:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-30 15:50:59.199356
- Title: Revealing Symmetry-Broken Superconducting Configurations by Density Functional Theory
- Title（参考訳）: 密度汎関数理論による超伝導のRevealing Symmetry-Broken 構成
- 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な理論は欠落している。
ここでは, 通常の導電構成の原子摂動による対称性破壊型超伝導構造の形成から超伝導が生じることを示す。
本研究は, 従来の超伝導体ではSODTはバルク材料に埋め込まれており, フォノン振動で容易に破壊できることを示す。
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によって保護される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: A coherent theory for the superconductivity of both conventional and unconventional superconductors is currently lacking. Here we show that superconductivity arises 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 charge density of electrons and/or holes as revealed by the calculations based on density functional theory (DFT). The SODTs act as resistance-free superhighways and are correlated to the Cooper pairs in the Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) theory. The formation of SODTs implies that the electron-phonon interaction in the BCS theory can be represented by the difference in charge densities between SCC and NCC predicted by DFT. The present work highlights that in conventional superconductors, SODTs are embedded within the bulk materials and are easily destroyed by phonon vibrations, resulting in a low critical superconducting temperature (T_C). Conversely, in unconventional superconductors such as YBa2Cu3O7 (YBCO7), SODTs are protected by a layered pontoon structure with very weak bonding to the bulk materials, maintaining SODTs' stability at higher temperatures and leading to a much higher T_C. The present approach is validated for 13 conventional superconductors of 18 pure elements examined in this work, including the presently predicted superconductivity in Cu, Ag, Au, Sb, and Bi at 0 K and 0 GPa, and one unconventional superconductor of 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な理論は欠落している。
ここでは, 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) の形成から超伝導が生じることを示す。
この摂動は密度汎関数理論(DFT)に基づく計算によって明らかにされるように、電子および/または穴の電荷密度のための直線1次元トンネル(SODT)を生成する。
SODTは抵抗のない超ハイウェイとして作用し、Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) 理論のクーパー対と相関する。
SODTの形成は、BCS理論における電子-フォノン相互作用が、DFTによって予測されるSCCとNCCの電荷密度の差によって表されることを意味する。
本研究は, 従来の超伝導体においてSODTはバルク材料内に埋め込まれており, フォノン振動により容易に破壊され, 臨界超伝導温度(T_C)が低くなることを示した。
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層状ポントン構造で保護され、SODTの安定性は高温で維持され、より高いT_Cとなる。
本研究は, 現在予測されているCu, Ag, Au, Sb, Biの0Kおよび0GPaにおける超伝導, YBCO7の非従来的超伝導体を含む18個の純元素からなる13個の超伝導体について検証した。
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。
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