预测液体和非谐固体的超导临界转变温度

报告题目：预测液体和非谐固体的超导临界转变温度

报告人：施均仁 教授（北京大学量子材料科学中心）

报告时间：2023年4月24日 10:00-12:00

报告地点：江湾校区一号交叉楼A5005

摘要：近年来，富氢化合物中发现了越来越多高温超导体。作为最轻的元素，氢在材料中的运动受非谐性和量子涨落的影响。一些材料甚至会因此形成超离子固体，即，氢可以在其他元素组成的晶格中自由穿行；而理论预期高压下形成的金属氢，计算也表明其在常温下可能是液体。如何预测这些材料的超导临界转变温度是一个亟待解决的理论问题。传统的成熟计算方法对声子和原子运动的描述依赖简谐近似，不适用于这类体系。其它考虑非谐效应的方法，如自洽简谐近似，也未能完全摆脱简谐近似带来的局限，不适用于超离子固体和液体。针对这一问题，我们发展了基于路径积分分子动力学的预测超导临界转变温度的非微扰方法。根据库柏不稳定性条件，我们导出了声子诱导的电子间有效相互作用的严格理论公式，发现其可以和离子－电子散射矩阵元的统计涨落相联系。基于这一公式，我们实现了预测材料超导临界转变温度的第一性原理计算方法。这一方法对原子运动的性质不作假设，故具有普适性。使用这一方法，我们计算/预测了金属氢、硫化氢、Li2MgH16等体系的超导临界转变温度。

参考文献：

 1. Liu, H., Yuan, Y., Liu, D., Li, X., & Shi, J., Phys. Rev. Research, 2, 013340 (2020).
 2. Chen, H., Zhang, X., Li, X., & Shi, J., Phys. Rev. B, 104, 184516 (2021).
 3. Chen, H., & Shi, J., Phys. Rev. B, 106, 184501 (2022).

 4. Zhang, X., Chen, H., Wang, E., Shi, J., & Li, X., Phys. Rev. B, 105, 155148 (2022)

简介：施均仁，北京大学量子材料科学中心教授。2002年Oklahoma State Univeristy获得博士学位，先后在美国橡树岭国家实验室和德州大学奥斯丁分校做博士后。2005年任中科院物理所研究员，2010年起任现职。研究量子输运理论和材料物性。主要成果包括：自旋流定义、轨道磁化计算公式、热霍尔效应线性响应理论、拓扑绝缘体表面态弱局域化理论等。已发表文章70篇，引用8000余次。近年来关注电－声耦合系统的非微扰计算方法和复合费米子理论等。