Теория связала орбиталь Fe d_xy в монослое FeSe/SrTiO3 с d-волновой сверхпроводимостью без нулей
В препринте построена многоорбитальная модель монослоя FeSe по данным QPI и ARPES. Она отдаёт предпочтение d-волновому спариванию и предсказывает картины джозефсоновской СТМ.
Теоретическая работа о монослое FeSe на SrTiO3 опубликована как arXiv · препринт и пока не прошла рецензирование. Система демонстрирует высокотемпературную сверхпроводимость с поверхностью Ферми, содержащей только электронные карманы. Авторы используют многоорбитальную теорию, ограниченную экспериментальными данными, чтобы изучить роль орбитали Fe d_xy. Поводом стали недавние данные джозефсоновской сканирующей туннельной микроскопии (JSTM) в пользу d-волновой сверхпроводимости без нулей в этом материале arxiv.org
arXiv · препринтarxiv.orgОткрыть источник ↗.
Орбитальная структура и перескоки
Авторы построили модель сильной связи, включающую все пять орбиталей Fe в физической элементарной ячейке с двумя атомами Fe. Модель подогнана под данные квазичастичной интерференции (QPI) и фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением (ARPES) и воспроизводит наблюдаемые низкоэнергетические дисперсии и структуру электронных карманов arxiv.org
arXiv · препринтarxiv.orgОткрыть источник ↗.
Модель показывает заметный вклад d_xy вблизи уровня Ферми. В извлечённых параметрах перескоков преобладает перескок между ближайшими соседями arxiv.org
arXiv · препринтarxiv.orgОткрыть источник ↗. Это отличается от обычной картины железосодержащих сверхпроводников, где кинетическая фрустрация подавляет перескок d_xy между ближайшими соседями, а доминирует перескок между следующими за ближайшими. По словам авторов, в монослое FeSe эта фрустрация существенно снята.
Зонная структура отличается и от порядка, характерного для объёмного материала. Порядок орбитальных дублетов обращён, и вместе с межорбитальной гибридизацией это перестраивает низкоэнергетические зоны. Возникающие электронные карманы несут заметный вес d_xy arxiv.org
arXiv · препринтarxiv.orgОткрыть источник ↗.
Спаривание и джозефсоновские признаки
Авторы сравнили каналы спаривания двумя подходами: расчётом спиновых флуктуаций в зонном (коллективизированном) описании и подходами сильной связи с обменным взаимодействием. Оба отдают предпочтение устойчивому d-волновому состоянию. Его межзонные компоненты спаривания допускают спектр квазичастиц с полной щелью arxiv.org
arXiv · препринтarxiv.orgОткрыть источник ↗.
В работе также выведено правило отбора на основе симметрии для пространственного джозефсоновского туннелирования. Оно предсказывает максимумы на связях и нули интерференции, обусловленные зеркальной симметрией. Эти признаки отличают d-волновое спаривание от конкурирующих s-волновых состояний arxiv.org
arXiv · препринтarxiv.orgОткрыть источник ↗.
Узловые линии, обусловленные симметрией, сохраняются вблизи примесей в узлах Fe. Вокруг вихрей зеркальная защита исчезает, но заметное различие между джозефсоновскими картинами d- и s-волны остаётся, сообщили авторы arxiv.org
arXiv · препринтarxiv.orgОткрыть источник ↗. Они делают вывод, что электронная структура с d_xy связана с d-волновой сверхпроводимостью без нулей, а пространственная джозефсоновская интерференция позволяет определять симметрию спаривания в многоорбитальных сверхпроводниках.
