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超导体中低能相位-only 作用量:与 XY 模型的比较

超导电性 2009-11-10 v2 强关联电子

摘要

超导体中相位自由度有效理论的推导仍存在一定的开放性问题。通常认为,可以利用经典 XY 模型及其量子推广形式作为有效的相位-only 模型。在量子范畴中,这一假设会导致不准确的结果,例如在连续模型中违反了伽利亚斯不变性。本文从一般的微观模型出发,显式地推导了相位的有效低能理论,直至四阶项。该展开允许我们在连续模型和格子模型中,正确地考虑高斯水平之外的动力学效应。计算了超流密度的一环修正,后者用于批判性地讨论在 XY 量子模型和正确低能理论之间的定性和定量差异,分别针对 s 波和 d 波 超导序参量对称性。具体而言,我们发现存在动态非谐顶点,这些顶点在 XY 量子模型中不存在,对于在连续模型中恢复伽利亚斯不变性至关重要。就更现实的格子模型而言,在弱到中等耦合 regime 下,我们发现相位涨落效应相对于 XY 模型而言定量上有所减弱。另一方面,在强耦合 regime 下,我们表明,除低密度 regime 外,微观导出的作用量与 XY 量子模型之间的对应关系得以恢复。

关键词

引用

@article{arxiv.cond-mat/0302255,
  title  = {The low-energy phase-only action in a superconductor: a comparison with the XY model},
  author = {L. Benfatto and A. Toschi and S. Caprara},
  journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0302255},
  year   = {2009}
}

备注

29 pages, 11 figures. Slightly revised presentation, accepted for publication in Phys. Rev. B