弯曲薄膜中的超导几何势与曲率增强超导性
介观与纳米尺度物理
2026-03-02 v4 超导电性
摘要
我们推导了存在磁场时弯曲超薄超导薄膜的线性化金兹堡-朗道(GL)方程。通过引入一种沿薄膜缓慢变化的新型横向序参量并满足超导/真空边界条件,我们在薄层量子化方案中将该线性化GL方程解耦为横向分量和表面分量。表面方程中存在一个超导几何势(GP),它可显著影响弯曲超薄超导薄膜中超导态的成核。从GL自由能的角度看,超导GP降低了序参量二次项的系数,使得弯曲薄膜即使在超导参数变为正时仍能保持超导态。基于我们的等效方程,对于具有均匀曲率的超导薄膜,临界温度的相对升高与超导GP的大小成正比。作为一个例子,我们数值研究了绕圆柱面弯曲的矩形超导薄膜的相变,数值结果与理论预期吻合良好。我们进一步提出了一种使用超冷原子凝聚体的无应变实验验证方案,其中嵌套超流壳层施加诺伊曼边界条件以隔离超导GP。
引用
@article{arxiv.2205.14373,
title = {Superconducting Geometric Potential and Curvature-Enhanced Superconductivity in Curved Thin Films},
author = {Long Du and Qinghua Chen and Minsi Li and Jiahong Gu and Guangzhen Kang and Yong-Long Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.14373},
year = {2026}
}