不同能隙结构超导体中的准粒子松弛动力学：理论与YBa_{2}Cu_{3}O_{7-\delta}实验

我们利用超快时域光谱学研究了 $YBa_{2}Cu_{3}O_{7-\delta}$ 超导体中光激发准粒子松弛动力学，随着掺杂 $\delta$ 和温度 $T$ 的变化。本文提出一种模型计算，描述了在三种不同超导能隙情况下的光激发准粒子浓度 $n_{pe}$、光激发传输 $\Delta{\cal T}/{\cal T}$ 以及松弛时间 $\tau$ 的温度依赖性：(i) 温度依赖的集体能隙，即 ${\bf \Delta}(T)\to 0$ 当 $T\to T_{c}$；(ii) 温度无关的能隙，这可能源于包含预-formed成对的超导体；(iii) 具有节点（如d波）能隙。将理论与 $YBa_{2}Cu_{3}O_{7-\delta}$ 中光激发传输 $| \Delta{\cal T}/{\cal T} |$、反射率 $| Delta{\cal R}/{\cal R}|$ 以及准粒子复合时间 $\tau$ 的实验数据进行比较，发现在最佳掺杂处（$\delta <0.1$）及其附近，温度依赖的BCS型各向同性能隙能够很好地定量地与实验数据一致；而在欧掺杂 $YBa_{2}Cu_{3}O_{7-\delta}$ 中（$0.15<\delta <0.48$），则表现为温度无关的各向同性能隙。纯d波能隙与实验数据不符。