含磁性杂质的常规超导体的抗磁性质与光吸收

通过求解低浓度嵌入常规超导体中磁性杂质的 $s$-$d$ 相互作用的重整化,我们在路径积分方法中推导了宏观超导相位涨落与电磁性质。研究发现存在两种超导相位模式,均表现出与 Nambu-Goldstone 模式类似的行为。两种相位模式的存在表明,除 BCS 情形中常规的自由库珀对外,由于 $s$-$d$ 相互作用的量子关联,在磁性杂质周围涌现出一小部分局域库珀对,充当约瑟夫森岛。超导能隙内涌现的杂质 Shiba 带则对应于局域库珀对基态的激发,伴随这些库珀对的断裂。在抗磁响应中,自由库珀对态在所产生的超电流中给出常规实部贡献,而局域库珀对态导致虚部贡献,引起超导 Friedel 振荡,即迈斯纳效应中矢势衰减的振荡。对于处于反常趋肤效应区的常规超导体光吸收,发现除 Mattis-Bardeen 理论所揭示的 Bogoliubov 准粒子常规带间跃迁外,还存在杂质 Shiba 带间的带间跃迁以及 Bogoliubov 准粒子与杂质 Shiba 带间的所有带间跃迁。这些跃迁呈现清晰且分离的共振特征,为实验探测提供了可行方案。