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超导体普适比例:统计力学视角

超导电性 2025-04-15 v1

摘要

我们提出了一种统计力学框架,以统一解释超导能隙 Δ\Delta、准能隙 Δ\Delta^\ast 与临界温度 TcT_\mathrm{c} 之间的观察关系。在该模型中,费米子以复合玻色子形式耦合并随着温度下降趋于占据单个束缚态。我们推导出 TcT_\mathrm{c} 相对于 Δ\DeltaΔ\Delta^\ast 的简洁公式:ΔkBTc=1.4+4log(Δ/Δ).\frac{\Delta}{k_\mathrm{B} T_\mathrm{c}} = 1.4+4\log(\Delta^\ast/\Delta). 该表达式在无准能隙时恢复标准 BCS 能隙-临界温度比例,同时自然解释了在非经典超导体中比例的增强。该模型通过与几种氧化物超导体和铁基超导体的实验数据比较得到支持,凸显了其普适性。该表述还提供了对准能隙阶段在超掺杂 regime 中持续存在的理论解释。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.09880,
  title  = {The Universal Gap-to-Critical Temperature Ratio in Superconductors: a Statistical Mechanical Perspective},
  author = {Chung-Ru Lee},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.09880},
  year   = {2025}
}