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超导体中的电荷排斥、自旋迈斯纳效应与电荷不均匀性

超导电性 2009-06-10 v1 强关联电子

摘要

超导电性发生在具有大量负电荷的系统中:铜氧化物中高度带负电的 (CuO2)(CuO2)^{--} 平面、铁砷化物中带负电的 (FeAs)(FeAs)^- 平面,以及二硼化镁中带负电的 BB^- 平面。此外,几乎所有超导体在正常态都具有正的霍尔系数,表明其能带近乎被负电子填满。根据空穴超导电性理论,金属之所以变成超导体,是因为它们被驱动将负电荷(电子)从其内部排出。这就是为何 NIS 隧道谱不对称,负偏压样品具有更大电流。这也是存在迈斯纳效应的原因:在磁场存在下,当电子被排向表面时,洛伦兹力赋予它们方位角速度,从而产生屏蔽内部磁场的表面迈斯纳电流。在第二类超导体中,作用于未到达表面的被排出电子上的洛伦兹力,产生了涡旋电流的方位角速度。在没有外加磁场的情况下,由于自旋-轨道相互作用,被排出的电子仍然获得方位角速度,且自旋向上和自旋向下的电子方向相反,即“自旋迈斯纳效应”。这导致在无外加场时,超导体表面附近有宏观自旋电流流动。在强第二类超导体中,这一物理过程应导致超导体内部各处出现电荷不均匀性和自旋电流,对(非磁性)无序高度敏感,并具有强烈的相分离趋势。

关键词

引用

@article{arxiv.0810.5127,
  title  = {Charge expulsion, Spin Meissner effect, and charge inhomogeneity in superconductors},
  author = {J. E. Hirsch},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0810.5127},
  year   = {2009}
}

备注

Presented at COPSES 2008, Nafplion, Greece - September 30th - October 4th, 2008, to be published in Journal of Superconductivity and Novel Magnetism