两带超导体中的集体激发

我们利用扩展的含时 Ginzburg-Landau 理论（由 Grigorishin (2021) \cite{grig2} 针对通过内部邻近效应和拖曳效应耦合的两个序参量所表述）研究两带超导体内部自由度（Higgs 模与 Goldstone 模）的本征振荡。结果表明，Goldstone 模分裂为两支：具有声学谱的共模振荡，被规范场吸收；以及具有由带间耦合决定的能隙（质量）的反相振荡，可关联于 Leggett 模。Higgs 模也分裂为两支：一支有质量，其能隙在临界温度 $T_{c}$ 处消失；另一支也有质量，其能隙在 $T_{c}$ 处不消失。结果表明，Higgs 模的第二支是非物理的，它与 Leggett 模一起可通过拉格朗日量中“拖曳”项系数的特殊选取而去除。同时，这样的选取只留下一个相干长度，从而禁止了所谓 1.5 型超导体。我们分析了关于两带超导体间约瑟夫森效应的实验数据。特别地，结果表明，当约瑟夫森频率匹配两带超导体（电极）中某内部振荡模频率时，在谐振偏置电压 $V_{\mathrm{res}}$ 下通过约瑟夫森结的直流电流谐振增强，可由交流约瑟夫森电流与 Higgs 振荡之间的耦合解释。因此，该效应的解释不需要 Leggett 模。