Nat. Commun.：二维BCS-BEC交叉中的涡旋动力学

湘湘

2022-11-16

巴丁-库珀-施里弗(BCS)凝聚和玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)是成对费米子系统的两个极限基态，这两个极限之间的交叉一直是高温超导和冷原子超流性两个领域的兴奋来源。对于超导体，像石墨烯和Li_xZrNCl这样的超低掺杂系统成功地接近了从BCS侧开始的交叉。这些超导体提供了新的机会来阐明朝向BEC机制的带电粒子传输的本质。

东京大学Yoshihiro Iwasa等利用最近建立的门控Li_xZrNCl系统系统地研究了2D BCS-BEC交叉中的涡旋霍尔效应。

本文要点：

（1）

作者通过实验观察到霍尔角随着交叉内掺杂的减少而增加。结合TDGL理论，作者成功地定性再现了这种行为，并因此提出了实验支持的交叉内涡动力学的演变。该模型还允许推测超出实验区域的预期涡流动力学，接近BEC极限，从而揭示了整个BCS-BEC交叉区域及其以外的涡流动力学的综合情况。Li_xZrNCl的简单能带结构(没有竞争有序)对于建立对包括铜氧化物在内的许多超导体中的VHE的清楚理解应该是至关重要的，这是长期未解决的问题。

（2）

作者提出的密度控制的BCS-BEC交叉有可能成为材料探索和研究BEC极限中未探索的超导物理学的重要平台，正如展示的BEC极限中涡旋动力学的开放问题有待实验解决。

参考文献:

Heyl, M., Adachi, K., Itahashi, Y.M. et al. Vortex dynamics in the two-dimensional BCS-BEC crossover. Nat Commun 13, 6986 (2022).

DOI: 10.1038/s41467-022-34756-x

https://doi.org/10.1038/s41467-022-34756-x