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平带超导体中超越钱德拉塞卡-克洛格斯顿极限:多带强耦合方法

超导电性 2023-12-07 v2 统计力学

摘要

超导体与磁体的杂化系统展现出若干引人入胜的特性,无论就基础物理观点还是实际应用而言皆然。超导自旋电子学中颇具前景的应用推动人们寻找这样的体系:其中超导电性可承受比常规极限更大的面内临界磁场。钱德拉塞卡-克洛格斯顿(CC)极限适用于具有面内磁场的薄膜常规超导体,此时轨道效应可忽略。对于磁场强度与零温零场下超导能隙相当时,自旋分裂的正常态获得比超导态更低的自由能。已有研究表明,位于费米面之下紧邻处的平带多带超导体可利用弱耦合理论超越 CC 极限。由于决定临界温度的无量纲耦合随态密度标度,鉴于平带的大态密度,自然可预期平带体系中强耦合理论的修正。我们推导了磁场中多带超导体的 Eliashberg 方程与自由能。首先,我们表明在单带强耦合超导体中,由于磁场的自能重整化,可少量超越 CC 极限。接着,我们考虑含一条平带的两带系统,发现即便在强耦合理论中、甚至包含能带间杂化时,也可大幅超越 CC 极限。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.03082,
  title  = {Exceeding the Chandrasekhar-Clogston limit in flat-band superconductors: A multiband strong-coupling approach},
  author = {Kristian Mæland and Asle Sudbø},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.03082},
  year   = {2023}
}

备注

15 pages, 6 figures, accepted in Physical Review B