Limits of Eliashberg theory and bounds for superconducting transition temperature

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

The discovery of record-breaking values of superconducting transition temperature $T_c$ in quite a number of hydrides under high pressure was an impressive demonstration of the capabilities of the electron–phonon mechanism of Cooper pairing. This led to increased interest in the foundations and limitations of the Eliashberg–McMillan theory as the main theory describing superconductivity in a system of electrons and phonons. Below, we shall consider both the elementary basics of this theory and a number of new results derived only recently. We shall discuss limitations on the value of the coupling constant related to lattice instability and a phase transition to another phase (CDW, bipolarons). Within the stable metallic phase, the effective pairing constant may acquire arbitrary values. We consider extensions beyond the traditional adiabatic approximation. It is shown that the Eliashberg–McMillan theory is also applicable in the strong antiadiabatic limit. The limit of very strong coupling, being the most relevant one for the physics of hydrides, is analyzed in detail. We also discuss the bounds for $T_c$ appearing in this limit.

Sobre autores

Mikhail Sadovskii

Institute of Electrophysics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: sadovski@iep.uran.ru
Doctor of physico-mathematical sciences, Professor

Bibliografia

  1. Drozdov A. P. et al., Nature, 525 (2015), 73
  2. Еремец М. И., Дроздов А. П., УФН, 186 (2016), 1257
  3. Pickard C. J., Errea I., Eremets M. I., Annu. Rev. Condens. Matter Phys., 11 (2020), 57
  4. Flores-Livas J. A. et al., Phys. Rep., 856 (2020), 1
  5. Gor'kov L. P., Kresin V. Z., Rev. Mod. Phys., 90 (2018), 011001
  6. Liu H. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 114 (2017), 6990
  7. Drozdov A. P. et al., Nature, 569 (2019), 528
  8. Somayazulu M. et al., Phys. Rev. Lett., 122 (2019), 027001
  9. Troyan I. A. et al., Adv. Mater., 33 (2021), 2006832
  10. Semenok D. V. et al., Mater. Today, 48 (2021), 18
  11. Snider E. et al., Phys. Rev. Lett., 126 (2021), 117003
  12. Snider E. et al., Nature, 586 (2020), 373
  13. Scalapino D. J., Superconductivity, Ed. R. D. Parks, M. Dekker, New York, 1969, 449
  14. Allen P. B., Mitrovic B., Solid State Physics, v. 37, H. Ehrenreich, F. Seitz, D. Turnbull, Academic Press, New York, 1983, 1
  15. Kresin V. Z., Morawitz H., Wolf S. A., Superconducting State. Mechanisms and Properties, Intern. Ser. of Monographs on Physics, 161, Oxford Univ. Press, Oxford, 2014
  16. Вонсовский С. В., Изюмов Ю. А., Курмаев Э. З., Сверхпроводимость переходных металлов, их сплавов и соединений, Наука, М., 1977
  17. Мигдал А. Б., ЖЭТФ, 34 (1958), 1438
  18. Абрикосов А. А., Горьков Л. П., Дзялошинский И. Е., Методы квантовой теории поля в статистической физике, Физматгиз, М., 1962
  19. Schrieffer J. R., Theory of Superconductivity, W.A. Benjamin, New York, 1964
  20. Садовский М. В., Диаграмматика: лекции по избранным задачам теории конденсированного состояния, 3-е изд., Ин-т компьют. исслед., М.-Ижевск, 2019
  21. Esterlis I. et al., Phys. Rev. B, 97 (2018), 140501
  22. Esterlis I., Kivelson S. A., Scalapino D. J., Phys. Rev. B, 99 (2019), 174516
  23. Chubukov A. V. et al., Ann. Physics, 417 (2020), 168190
  24. Садовский М. В., ЖЭТФ, 155 (2019), 527
  25. Садовский М. В., Письма в ЖЭТФ, 109 (2019), 165
  26. Sadovskii M. V., J. Supercond. Novel Magn., 33 (2020), 19
  27. Ikeda M. A., Ogasawara A., Sugihara M., Phys. Lett. A, 170 (1992), 319
  28. Садовский М. В., УФН, 186 (2016), 1035
  29. Gor'kov L. P., Phys. Rev. B, 93 (2016), 054517
  30. Gor'kov L. P., Phys. Rev. B, 93 (2016), 060507
  31. Gor'kov L. P., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 113 (2016), 4646
  32. Choi Y. W., Choi H. J., Phys. Rev. Lett., 127 (2021), 167001
  33. Fröhlich H., Proc. R. Soc. Lond. A, 215 (1952), 291
  34. Гинзбург В. Л., Киржниц Д. А. (Ред.), Проблема высокотемпературной сверхпроводимости, Гл. 3, Наука, М., 1977
  35. Vollhardt D., Correlated Electron Systems. Proc. of the 9th Jerusalem Winter School for Theoretical Physics, Ed. V. J. Emery, World Scientific, Singapore, 1993, 57
  36. Pruschke Th., Jarrell M., Freericks J. K., Adv. Phys., 44 (1995), 187
  37. Georges A. et al., Rev. Mod. Phys., 68 (1996), 13
  38. Vollhardt D., AIP Conf. Proc., 1297 (2010), 339
  39. Bauer J., Han J. E., Gunnarsson O., Phys. Rev. B, 84 (2011), 184531
  40. Meyer D., Hewson A. C., Bulla R., Phys. Rev. Lett., 89 (2002), 196401
  41. Schrodi F., Aperis A., Oppeneer P. M., Phys. Rev. B, 103 (2021), 064511
  42. Бровман Е. Г., Каган Ю. М., УФН, 112 (1974), 369
  43. Гейликман Б. Т., УФН, 115 (1975), 403
  44. Максимов Е. Г., Каракозов А. Е., УФН, 178 (2008), 561
  45. Allen P. B., Dynes R. C., Phys. Rev., 12 (1975), 905
  46. Kresin V. Z., Gutfreund H., Little W. A., Solid State Commun., 51 (1984), 339
  47. Cohen M. L., Anderson P. W., AIP Conf. Proc., 4 (1972), 17
  48. Dolgov O. V., Kirzhnits D. A., Maksimov E. G., Rev. Mod. Phys., 53 (1981), 81
  49. Hoffmann J. S. et al.
  50. Leavens C. R., Solid State Commun., 17 (1975), 1499
  51. Esterlis I., Kivelson S. A., Scalapino D. J., npj Quantum Mater., 3 (2018), 59
  52. Duan D. et al., Sci. Rep., 4 (2014), 6968
  53. Ge Y. et al., Mater. Today Phys., 15 (2020), 100330
  54. Shipley A. M. et al., Phys. Rev. B, 104 (2021), 054501
  55. Максимов Е. Г., УФН, 178 (2008), 175

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).