PDF《2019 年度江苏省科学技术奖项目公示材料》

2019 年度江苏省科学技术奖项目公示材料 项目名称 关联电子系统超导的理论研究 完成单位 南京大学 项目简介 高温超导电性是当今凝聚态物理研究的一个重要领域.

其中, 电子之间的关联相互作用及其对超导机理及超导性质的影响, 是凝聚态基础理论研究长期以来的热点与难点.本项目研究和 发展关联电子系统超导的有效理论,研究关联电子系统超导的 微观机理及其超导性质,同时开发和应用针对关联电子系统的 理论方法.在国家自然科学基金的支持下,经过十余年努力, 取得系列科技创新成果,主要包括如下三个方面: 1.准粒子散射相干效应的发现和在关联电子超导方面的应 用. 本项目提出超导态准粒子散射相干效应 (QPI) 理论【代表 论文 1】 ,指出可以在扫描隧道显微镜(STM)实验中直接"看到"准粒子行为,并且能够据此重构正常态费米面和超导能隙 函数.理论预言的 QPI 现象在许多高温超导体 STM 实验中被 发现,表明尽管很多高温超导体的正常态具有诸多反常物理行 为, 其超导态却具有良好定义的 BdG 准粒子, 这对于构建高温 超导微观理论提供了非常重要的信息.本工作受到国内外同行 的高度评价,提出的方法被包括哈佛、普林斯顿、斯坦福大学 在内的许多世界知名 STM 实验组所使用,在SCI 上被他引

198 篇,包括 Review of Modern Physics,Nature,Science 和Physical Review Letters 等国际著名刊物. 2.在构建关联电子系统的有效模型和发展理论方法等方 面,本项目率先提出三角晶格上的单带 t-J 模型作为研究水化 NaCoO2 超导体的低能有效模型【代表论文 2】 ,并预言其中存 在破坏时间反演的 d+id 超导,被SCI 他引

120 次,多次被作为 模型出发点而引用;

本项目发展和推广了泛函重整化群方法, 提出一种基于奇异散射模式展开的实现方案(SMFRG) 【代表 论文 3】 ,并将其应用到一系列广受关注的关联电子体系,包括 单层石墨烯【代表论文 3】 、单层 FeSe【代表论文 4】 、BiS2 基 超导体【代表论文 5】和掺杂 Sr2IrO4【代表论文 6】等,取得 如下创新研究成果:首次将泛函重整化群与变分蒙特卡洛方法 相结合研究范霍夫掺杂附近的单层石墨烯,预言手征反铁磁序 和手征 d-波超导序;

首次提出衬底产生的电声耦合在单层 FeSe 高温超导中具有重要作用并被实验证实;

首次指出 BiS2 基超导 体可能是一个时间反演不变的弱拓扑超导体;

首次指出 Sr2IrO4 在空穴掺杂下可能实现更高转变温度的超导相. 3.在关联电子系统超导性质方面,本项目研究了强关联超 导体涡旋中的交错电流态【代表论文 7】 ,并首次研究了超流密 度作为判定该交错电流态与 d-波超导态共存的一种可行方案 【代表论文 8】 .这两个理论预言均得到实验支持. 综上,本项目在关联电子超导的准粒子散射相干、有效模 型、理论方法和超导性质等方面取得系列成果,八篇代表工作 被SCI 他引共

637 篇, 受到国内外同行的广泛关注和正面评价. 项目第一完成人在项目执行期间获得国家杰出青年基金资助、 获聘教育部长江学者特聘教授. 代表性论文 论著目录 1. Quasiparticle scattering interference in high-temperature superconductors / Physical Review B / Qiang-Hua Wang, and Dung- Hai Lee /

2003 年1月31 日2. Doped t-J model on a triangular lattice: Possible application to NaxCoO2yH2O and Na1-xTiO2 / Physical Review B / Qiang-Hua Wang, Dung-Hai Lee, and Patrick A. Lee /