改进的McMillan方程及其在分析高压压缩超导体中的应用

电子-声子介导的超导理论需要完整的声子谱知识来计算超导转变温度T$_c$。然而，迄今为止尚无实验技术能够测量高压压缩近室温(NRT)超导体中的声子谱。本文提出改进McMillan的方法(1968 Phys Rev 167 331)，该方法利用德拜温度T$_{\theta}$(完整声子谱的积分参数)，我们通过将实验测量的温度依赖电阻数据R(T)拟合到Bloch-Gruneisen方程，推导出高压压缩黑磷、硼、GeAs、SiH$_4$、H$_x$S、D$_y$S、LaH$_x$和LaD$_y$的德拜温度。利用T$_c$、德拜温度和电子-声子耦合强度常数$\lambda_{e-ph}$之间的关系，可以确认或否定给定超导体中的电子-声子机制。我们表明，计算得到的对高压压缩黑磷、硼、GeAs、SiH$_4$以及一个LaH$_{10}$样品的$\lambda_{e-ph}$与从实验数据推导出的$\lambda_{e-ph}$值吻合良好。还发现了H$_3$S在不同老化阶段德拜温度的显著恒定性。我们还表明，如果两个同位素对应物的声子谱具有相似形状，那么在电子-声子现象学内这些材料应遵循T$_{c,1}$/T$_{c,2}$=T$_{\theta,1}$/T$_{\theta,2}$关系(其中1和2表示同位素)。我们报道，电子-声子现象学预测的H$_3$S-D$_3$S的这些比值与从实验推导的比值大不相同。这暗示H3S-D3S体系中的NRT超导源于不止一种机制，其中电子-声子耦合提升了H$_3$S相对于D$_3$S的T$_c$，但H$_3$S和D$_3$S中NRT背景的主要起源仍有待发现。