BCS 理论向短相干长度超导体的推广:一种 BCS—玻色-爱因斯坦交叉图景
超导电性
2018-01-22 v1 量子气体
强关联电子
摘要
(基于平均场的)BCS 理论被认为是凝聚态物理中最成功的理论之一。在普通金属超导体中相干长度 较大,该理论成立,并具有两个重要特征:序参量(OP)与激发能隙(EG)相同,且配对形成与其玻色凝聚在同一温度 Tc 发生。它无法解释欠掺杂铜氧化物超导电性:EG 在 Tc 处有限因而与 OP 不同。由于这些超导体属于小 材料的大类,这一失效具有广泛影响的潜在可能。在此,我们基于 BCS—BEC 交叉图景,以自然方式将 BCS 理论推广至短 超导体,并得到一个简单的物理图像:随着配对相互作用增强,非相干、有限动量配对变得愈发重要,从而导致 EG 与 OP 的区分。从费米子视角的超导电性与从玻色子视角的 BEC 只是同一枚硬币的两面。我们的理论能够作出可验证的定量预言。我们得到了一个铜氧化物相图(含一个自由参数),在(半)定量上与实验相符。来自费米子准粒子与玻色子对激发的相互补偿贡献,为面内超流密度随 T 的准普适行为提供了自然解释。我们的玻色子对激发也为长期神秘的比热线性 T 项提供了内在机制。非相干配对贡献导致新的低温幂律,与现有实验一致。最后,我们证明超导长程序的出现导致比热在 Tc 处出现尖锐特征,与实验一致。
引用
@article{arxiv.1801.06266,
title = {Generalization of BCS theory to short coherence length superconductors: A BCS--Bose-Einstein crossover scenario},
author = {Qijin Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.06266},
year = {2018}
}
备注
PhD Thesis, August 2000, University of Chicago