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薄膜中量子超导-金属相变附近的奇异金属态

超导电性 2020-06-24 v1 介观与纳米尺度物理

摘要

我们发展了具有冻结空间涨落 δλ(r)\delta\lambda(r)(库珀吸引常数)的二维金属中金属与超导基态之间量子 T=0T = 0 相变(q-SMT)的理论。当涨落 δλ(r)\delta\lambda(r) 的强度超过某临界大小时,通常类平均场的 q-SMT 情景因超导相局域液滴的自发形成而失效。这些液滴的密度随平均吸引常数 λ\lambda 的增加而指数增长。液滴序参量间的相互作用经由正常金属的邻近效应产生,且随距离按 1/rβ\propto 1/r^\beta 标度,其中 2<β32 < \beta \le 3。我们通过实空间强无序重整化群(RG)考虑此相互作用。在 q-SMT 附近,RG 流在形式上等价于 Kosterlitz-Thouless RG 的对偶。相应的不动点线描述了具有大分形超导岛簇的金属的 Griffiths 相。簇中岛的典型数目随 Nδ1/δN_\delta \sim 1/\delta 增长,其中 0<δ10 < \delta \ll 1 为到临界点的距离。超导侧由 RG 轨迹向强耦合区的逃逸描述。在 SC 侧靠近相变点处,0<δ10<-\delta \ll 1,RG 轨迹作为 RG 参数 δ1/2ln(1/Tτ)|\delta|^{1/2} \ln(1/T\tau) 的函数具有极值。这导致了一个物理性质近乎与 TT 无关的宽温度区间。此观察可能有助于理解常在 q-SMT 附近观测到的\emph{奇异金属}态。

关键词

引用

@article{arxiv.2002.08107,
  title  = {Strange metal state near quantum superconductor-metal transition in thin films},
  author = {Konstantin Tikhonov and Mikhail Feigel'man},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.08107},
  year   = {2020}
}

备注

To be published in Eliashberg-90 special issue of Annals of Physics