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具有 Dynes 对破缺散射的无序超导体中的超流流动:拆对电流、动力学电感与过热场

超导电性 2020-08-07 v1

摘要

我们通过自洽求解 BCS 理论在扩散极限下的耦合 Maxwell 与 Usadel 方程,针对所有温度 TT、所有 Dynes 对破缺散射率 Γ\Gamma 及所有超流动量,研究 Γ\Gamma 对窄薄膜超导体与半无限超导体中超流流动的影响。在考虑非线性 Meissner 效应的情况下,我们得到了窄薄膜中的拆对电流密度 jd(Γ,T)j_d(\Gamma, T) 与电流依赖的非线性动力学电感 Lk(js,Γ,T)L_k(j_s, \Gamma, T),以及半无限超导体中的过热场 Hsh(Γ,T)H_{sh}(\Gamma, T) 与电流分布。我们还推导了 jd(Γ,T)T=0j_d(\Gamma,T)|_{T=0}Lk(js,Γ,T)T=0L_k(j_s, \Gamma, T)|_{T=0}Hsh(Γ,T)T=0H_{sh}(\Gamma, T)|_{T=0} 的解析表达式。该理论表明,降低 Γ\Gamma 可改善 jdj_dHshH_{sh},而 LkL_k 可通过偏置电流与 Γ\Gamma 的组合进行调控。隧穿谱学可检验该理论,并有助于通过材料工艺设计 Γ\Gamma。该理论的含义可用于提升各类超导量子器件的性能。

关键词

引用

@article{arxiv.2004.00911,
  title  = {Superfluid flow in disordered superconductors with Dynes pair-breaking scattering: depairing current, kinetic inductance, and superheating field},
  author = {Takayuki Kubo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2004.00911},
  year   = {2020}
}

备注

16 pages, 16 figures