d 波超导体中的局域准粒子寿命

扫描隧道谱（STS）测量发现，Bi-2212 的表面具有纳米尺度的区域，即“能隙斑块”，其 d 波能隙的大小各不相同。近期研究表明，隧道电导可通过引入局域准粒子散射率的 d 波超导体 BCS 型态密度进行拟合。该拟合采用的散射率随能量线性变化，且其斜率与局域能隙值呈正相关。我们重新审视了一个由杂质和自旋涨落引起的准粒子散射模型，该模型此前曾用于描述角分辨光电子能谱（ARPES）测得的节点准粒子寿命。我们认为，局域态密度的展宽通常由系统自能虚部在小区域内的平均值决定。该区域的大小由依赖于能量的平均自由程设定。在低能下，该区域显著大于能隙“斑块”，因此 STS 测得的态密度在该能量范围内是均匀的。在较高能量下，当平均自由程与斑块尺寸相当时，态密度则呈现非均匀性。我们表明，在杂质加自旋涨落模型中，局域自能虽非严格线性，但产生的局域态密度（LDOS）与完整理论几乎相同，并论证其与 STS 数据以及从实验中提取的现象学线性散射率一致。我们还探讨了该现象学对 ARPES 观测到的谱宽度的定性影响，并预测了超导态中费米弧的存在。