拉曼光谱中的守恒律、顶角修正与屏蔽效应

我们提出了一种微观理论，用于描述清洁多带超导体的拉曼响应，并考虑了顶角修正和长程库仑相互作用的影响。测得的拉曼强度 $R(\Omega)$ 正比于具有拉曼形状因子 $\gamma(\vec k)$ 的完全重整化粒子-空穴关联函数的虚部。在 BCS 超导体中，裸拉曼气泡对于任何 $\gamma(\vec k)$ 均非零，并在 $\Omega = 2\Delta +0$ 处发散，其中 $\Delta$ 是费米面上最大的能隙。然而，对于 $\gamma(\vec k) =$ 常数，由于粒子数守恒，完整的 $R(\Omega)$ 预期为零。长期以来，人们认为这种消失是由于长程库仑相互作用的奇异屏蔽所致。我们论证，这种消失实际上源于导致超导电性的同一短程相互作用所带来的顶角修正。我们进一步论证，长程库仑相互作用对于 $任意$ $\gamma(\vec k)$ 均不影响拉曼信号。我们论证，顶角修正消除了 $2\Delta$ 处的发散，并将其替换为一个位于稍高频率处的最大值。我们还论证，当 $\Omega$ 与超导体中某种集体模式（例如 Leggett 模式、Bardasis-Schrieffer 模式或激子模式）的频率一致时，顶角修正会在 $\Omega < 2\Delta$ 处导致 $R(\Omega)$ 出现尖锐的峰。