清華新聞網(wǎng)10月23日電 近日，清華大學(xué)高等研究院姚宏教授與上海科技大學(xué)蔣易凡教授合作，在二維配對(duì)密度波超導(dǎo)新模型的研究中取得進(jìn)展。
配對(duì)密度波超導(dǎo)（Pair-Density-Wave Superconductivity，PDW）是一類獨(dú)特的超導(dǎo)量子態(tài)，其顯著特點(diǎn)是超導(dǎo)序參數(shù)在空間中呈現(xiàn)周期性振蕩，這與傳統(tǒng)超導(dǎo)體的均勻序參數(shù)有著本質(zhì)區(qū)別，如表現(xiàn)出分?jǐn)?shù)的磁通渦旋激發(fā)。盡管配對(duì)密度波超導(dǎo)的理論研究和實(shí)驗(yàn)探索在過去幾年中已取得了很多重要進(jìn)展，但在二維微觀模型中實(shí)現(xiàn)這種量子物態(tài)仍是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的難題。
圖1.配對(duì)密度波超導(dǎo)（Pair-Density-Wave Superconductivity）是一類獨(dú)特的超導(dǎo)量子態(tài)
圖2.具有二維特征的蜂窩晶格中的無自旋費(fèi)米子相互作用體系
研究中，蔣易凡與姚宏應(yīng)用高效的密度矩陣重整化群方法，深入研究了具有二維特征的蜂窩晶格中的無自旋費(fèi)米子相互作用體系。他們通過高精度、無偏的量子多體計(jì)算揭示了該系統(tǒng)在強(qiáng)相互作用下的基態(tài)具有配對(duì)密度波超導(dǎo)序，即電子配對(duì)的強(qiáng)度在空間中呈現(xiàn)周期性調(diào)制（圖2）。這一計(jì)算的發(fā)現(xiàn)為理解二維配對(duì)密度波超導(dǎo)的微觀機(jī)制開辟了新的路徑。
此外，他們提出的二維微觀模型可以說是一個(gè)最簡模型（minimal model），具有實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)的可行性，包括轉(zhuǎn)角摩爾體系和超冷費(fèi)米子系統(tǒng)，從而為在這些量子體系中探索配對(duì)密度波超導(dǎo)提供了相關(guān)的理論指導(dǎo)。
相關(guān)研究成果以“配對(duì)密度波超導(dǎo)：二維特征蜂窩晶格的微觀模型”（Pair-Density-Wave Superconductivity: A Microscopic Model on the 2D Honeycomb Lattice）為題，于10月22日發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）。文章被當(dāng)期雜志選為“編輯推薦”（Editors’Suggestion）。
姚宏與蔣易凡為論文的通訊作者。研究得到國家自然科學(xué)基金委員會(huì)理論物理專項(xiàng)、科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、新基石科學(xué)基金會(huì)“科學(xué)探索獎(jiǎng)”等的資助。
論文鏈接:
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.176501
供稿：高研院
題圖設(shè)計(jì)：韓羽臻
編輯：李華山
審核：郭玲
