主講題目：超導簡介及銅氧化物超導電性的研究

主講嘉賓：林海青 中國科學院院士

時間：2023年4月4日下午15：00

地點：福州大學科技園一樓報告廳

主辦：福州大學文化素質教育基地,、福州大學教務處,、物理與信息工程學院、福州大學圖書館

承辦：福州大學圖書館

主講嘉賓簡介：林海青教授,，中國科學院院士,，美國物理學會會士，浙江大學物理學院院長,。從事凝聚態(tài)理論和計算物理研究,。1958年7月出生于福建省福州市；1981年畢業(yè)于中國科學技術大學；1980年入選CUSPEA計劃赴美留學,；1987年獲美國加州大學San Diego分校物理學博士學位,。曾任職美國伊利諾伊大學香檳分校物理系助理教授；香港中文大學物理系副教授,、教授,、系主任；2009年到中國工程物理研究院任職,，創(chuàng)辦北京計算科學研究中心并擔任主任,；2019年當選中國科學院院士；現(xiàn)任浙江大學物理學院院長,。

講座介紹：本次報告將首先介紹超導現(xiàn)象的物理背景和最新進展,，然后詳細介紹我們在銅氧化物高溫超導機制方面所做的研究工作。我們從被廣泛接受的電子結構色散關系出發(fā),，構建和發(fā)展了一個層間耦合擴展模型,，用于描述層狀銅氧化物超導體。我們的研究表明,，最高臨界溫度Tc在不同銅氧體系之間的變化是由次近鄰躍遷決定的,，而對于同一體系的不同化合物，最高臨界溫度Tc的差異則是由層間配對強度決定的,。當我們把模型延伸應用到聲子作為配對媒介的超導體時,，這些變化趨勢被證明仍然有效。我們進一步發(fā)現(xiàn),，對于汞系,、鉍系和鉈系，Tc和氧同位素指數(shù)對摻雜水平,、CuO2層數(shù)以及陽離子無序度的依賴關系都可以在同一個理論框架內被很好地復現(xiàn),。假設將有效吸引相互作用、空穴濃度以及聲子截止頻率視為內稟壓力變量,，我們還發(fā)現(xiàn)該理論模型能夠很好地解釋Y-Ba-Cu-O系以及其他同銅氧體系的Tc對壓力的依賴關系,。我們最近在優(yōu)化摻雜的Tl基和Bi基化合物獲得的Tc隨壓力演化的實驗結果，為電子-聲子耦合在高溫銅氧化物超導電性中的重要性提供了強有力的支持,。

Abstract

In this talk, I report our efforts on understanding the mechanism of high-temperature superconductivity in cuprates. By considering the widely accepted dispersion of electronic structure, we developed an extended interlayer coupling model for layered cuprate superconductors [1]. We showed the change of the maximum critical temperature Tc from homologous series to series is determined by the next-nearest-neighboring hopping, while the difference of the maximum Tc among the compounds in the same homologous series is controlled by the interlayer pairing strength. These trends turn out to be valid when the model is extended to the phonon-mediated superconductivity [2]. We further found that the dependence of both Tc and the oxygen isotope exponent on the doping level, number of CuO2 layers, and cation disorder in the mercury-, bismuth-, and thallium-based family can be well reproduced within one single theoretical framework. Assuming the effective attractive interaction, the hole concentration, and phonon cutoff frequency as intrinsic pressure variables, we also found that the theoretical model accounts well for the pressure dependence of Tc in Y-Ba-Cu-O system [3] as well as in other homologous families [2]. Our recent experimental results on the Tc evolution with pressure in optimally doped Tl- and Bi-based compounds [4,5] provide the strong support for the importance of the electron-phonon coupling for superconductivity in high-Tc cuprates.

[1] X. J. Chen and H. Q. Lin, Phys. Rev. B 69, 104518 (2004).

[2] X. J. Chen, V. V. Struzhkin, Z. G. Wu, R. J. Hemley, H. K. Mao, and H. Q. Lin, Phys. Rev. B 75, 134504 (2007).

[3] X. J. Chen, H. Q. Lin, and C. D. Gong, Phys. Rev. Lett. 85, 2180 (2000).

[4] J. B. Zhang, V. V. Struzhkin, W. G. Yang, H. K. Mao, H. Q. Lin, Y. C. Ma, N. L. Wang, and X.J. Chen, J. Phys.: Condensed Matter 27, 445701 (2015).

[5] X. J. Chen, J. W. Hu, J. B. Zhang, J. Xin, M. Bykov, E. Bykova, V. V. Struzhkin, W. G. Yang, A. F. Goncharov, C. T. Lin, G. D. Gu, R. E. Cohen, A. V. Balatsky, and H. Q. Lin (unpublished).

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福州大學圖書館

2023/3/30