有噪载流超导体的光学电导率

我们为有噪载流超导体的光学电导率 $\sigma(\omega)$ 发展了一套完整的微观理论。在 Keldysh sigma 模型形式体系下，我们获得了适用于任意频率 $\omega$、温度 $T$ 和直流超流 $I$ 的 $\sigma(\omega)$ 通用解析表达式。除了改变通常的 Mattis-Bardeen 电导率 $\sigma_1(\omega)$ 外，有限超流引入了两个新的贡献：来自准粒子重新分布的 $\sigma_2^{\text{qp}}(\omega)$ 以及来自交流场激发的振幅（Schmid-Higgs）模式的 $\sigma_2^{\text{SH}}(\omega)$。我们分别在解析和数值上研究了直流超流存在下光学电导率的主要特征。它们包括光学间隙以上的 $\text{Re}\,\sigma(\omega)$ 峰值以及 $\text{Im}\,\sigma(\omega)$ 的符号变化，两种效应在更高的 $I$ 和更低的 $T$ 下都变得更加显著。我们还阐明了非弹性弛豫的作用，它支配着低频响应，导致巨大的微波吸收以及在临界电流处表观超流密度的抑制。对有限直流超流偏置下的超导体进行光学电导率测量，可以通过输运测量直接观测 Schmid-Higgs 模式。