主讲人：李涛 教授（中国人民大学）

题目：两种不同d-波配对的对话：铜氧化物高温超导体中赝能隙现象和奇异金属行为的可能起源

时间：2025年6月2日（周一）下午15：00

地 点：理工楼1226

联系人：赵继泽

报告摘要：

赝能隙现象和奇异金属行为的起源是铜氧化物高温超导机理研究面临的核心挑战。本次报告将首先简单总结与此相关的实验结果。在此基础上，我们将论证这个核心挑战的物理实质是建立强关联量子多体系统超越朗道框架的普适低能有效理论。更具体地，我们将从理论和实验唯象两个角度论证为何传统对称性自发破缺的量子临界点不能给出铜氧化物高温超导体奇异金属行为正确的描述。同时，我们将论证无序效应的研究可以为寻找这一强关联体系超越朗道框架的低能有效理论提供关键线索。更具体地，我们将论证如下三个看似无关的反常现象之间存在深刻的内在联系。这三个反常分别是：（1）过掺杂区域所表现出的显著的非-BCS行为，尽管人们普遍认为这一区域的铜氧化物高温超导体将逐步与传统费米液体框架下的BCS超导体趋同。（2）欠掺杂区域d-波配对对于掺杂导致的面外无序所表现出的令人困惑的稳定性，尽管在这一区域掺杂所导致的无序效应在某种意义上比过掺杂区更强。（3）在连接欠掺杂区域和过掺杂区域的赝能隙终止点体系表现出的显著的量子临界行为，尽管这里远离任何已知的对称破缺量子相变。我们将论证这三个反常行为的共同原因是体系在赝能隙终止点附近存在从掺杂莫特绝缘金属到费米液体金属的转变。这个转变不涉及任何对称性自发破缺。在这个转变点的两侧，铜氧化物高温超导体中的d-波配对逐步由掺杂莫特绝缘体背景下的自旋RVB配对转化为费米液体背景下的电子BCS配对，后者对于无序效应的敏感性是导致超导在过掺杂区域逐步弱化并最终消失的根本原因。而前者关于无序效应的稳定性则来自自旋液体背景下的自旋电荷分离机制。若时间允许，我们将简单介绍根据这一物理图像所提出的一些理论预言和理论问题。

相关文献：Jianhua Yang and Tao Li, Phys. Rev. B 110, 024521(2024)。

个人简介：

李涛，1993年和1996年于中国科大物理系获得学士和硕士学位，1999年于北京大学物理系获得博士学位，此后在清华大学高等研究院任博士后和副研究员至2005年。从2005年起任中国人民大学物理系教授。主要从事铜氧化物高温超导机理的微观模型和唯象理论研究以及量子磁性的理论研究。在铜氧化物高温超导机理研究方面，主要关注体系谱学反常所包含的物理线索，例如关于光学求和规则和超导驱动机制的唯象工作，关于t-J模型准粒子行为粒子-空穴不对称性的变分研究，关于反节点异常平坦的准粒子色散的来源的研究，以及t-J模型的自旋动力学谱的变分理论研究等。在关于量子磁性理论的研究方面，主要关注极端阻挫的量子磁性模型的基态，自旋激发，杂质效应和低能有效理论的研究，例如关于Kagome晶格和三角晶格量子反铁磁模型的系列研究。从技术上来说，主要发展了强关联模型的变分动力学理论框架和相关的大规模reweighting算法和适合动力学行为计算的推迟更新算法，发展了强关联模型基态的大规模无约束变分优化算法，以及发展了量子自旋液体新的低能有效理论。除长期担任本科《量子力学》的教学任务之外，率先开设了《凝聚态物理学原理》（基于Chaikin&Lubensky一书）和《高温超导物理》等研究生课程。