传统超导体中的磁性杂质对抗磁性特性和光吸收的影响
摘要：通过解决低浓度的传统超导体中磁性杂质引入的$s$-$d$相互作用的重整化问题，我们在路径积分方法下推导了宏观超导相位涨落和电磁性质。发现存在两种超导相位模式，都呈现出类似Nambu-Goldstone模式的行为。存在两种相位模式意味着除了BCS情况下的常规自由库珀对之外，由于$s$-$d$相互作用导致的量子关联，还会出现一小部分围绕磁性杂质的局域库珀对，作为约瑟夫森岛。在超导能隙内出现的杂质Shiba能带对应于局域库珀对基态的激发，与这些库珀对的破裂有关。在抗磁响应中，自由库珀对态导致产生的超电流具有常规的实部贡献，而局域库珀对态导致的贡献则是虚部，导致超导Friedel振荡，即迈斯纳效应中矢势衰减的振荡。对于处于异常皮层效应区域的传统超导体的光吸收，发现除了由Mattis-Bardeen理论揭示的常规Bogoliubov准粒子的带间跃迁之外，还存在杂质Shiba能带之间的带间跃迁以及Bogoliubov准粒子与杂质Shiba能带之间的所有带间跃迁。这些跃迁呈现明显且分离的共振特性，为实验检测提供了可行的方案。
作者：F. Yang and M. W. Wu
论文ID：2308.06704
分类：Superconductivity
分类简称：cond-mat.supr-con
提交时间：2023-08-16