超导体 NbN 中偏振分辨的太赫兹三次谐波产生：超越 BCS 近似的 Higgs 模式主导地位
超导电性
2017-07-26 v2
摘要
时域太赫兹（THz）光谱学的最新进展揭示，在 s 波超导体中会发生由集体 Higgs 振幅模式介导的共振增强强 THz 三次谐波产生（THG），其中电荷密度涨落（CDF）也被证明对非线性三阶极化率有贡献。已有理论提出，Higgs 和 CDF 的非线性响应表现出本质上不同的偏振依赖性。本文通过单晶 NbN 薄膜的偏振分辨强 THz 透射光谱实验，区分了这两种贡献。结果表明，透射光中的共振 THG 始终出现在与入射光平行的偏振方向上，且没有明显的晶轴依赖性。当我们将此结果与基于第一性原理构建的 NbN 模型的 BCS 近似和动力学平均场理论的理论计算进行比较时，实验结果强烈表明，在 NbN 中是 Higgs 模式而非 CDF 主导了 THG 共振。我们讨论了其可能的机制，例如超越 BCS 的声子介导配对相互作用中的延迟效应。
引用
@article{arxiv.1703.02815,
title = {Polarization-resolved terahertz third-harmonic generation in a superconductor NbN: dominance of Higgs mode beyond the BCS approximation},
author = {Ryusuke Matsunaga and Naoto Tsuji and Kazumasa Makise and Hirotaka Terai and Hideo Aoki and Ryo Shimano},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.02815},
year = {2017}
}