第二类超导体中的 de Haas-van Alphen 效应理论
超导电性
2009-11-07 v2
摘要
基于 vortex-lattice 态的 Bogoliubov-de Gennes 方程，发展了第二类超导体中的准粒子谱与 de Haas-van Alphen（dHvA）振荡理论。随着对势在超导转变中增大，正常态中的每个简并 Landau 能级在磁 Brillouin 区内分裂为准粒子能带。这导致 Landau 能级展宽，进而引起 vortex 态中额外的 dHvA 振荡衰减。我们对具有多种能隙结构的三维系统进行了广泛的数值计算。由此表明： 该 Landau 能级展宽与 H=0 时沿垂直于磁场 H 的各 Fermi 面轨道的平均能隙直接相关； 额外的 dHvA 振荡衰减由各极值轨道附近的展宽引起。这些结果表明，dHvA 实验可成为探测能带依赖和/或角度依赖能隙幅值的独特手段。我们基于对 Luttinger-Ward 热力学势关于对势的二阶微扰，导出了额外衰减的解析表达式。该公式极好地再现了所有数值结果，并用于从 NbSe_2、Nb_3Sn 和 YNi_2B_2C 的现有数据估算特定能带的能隙幅值。所得 YNi_2B_2C 的值与通过比热测量得到的值差异较大，表明该材料中存在能隙各向异性。用于求解二维 Bogoliubov-de Gennes 方程的 C 程序可在 http://phys.sci.hokudai.ac.jp/~kita/index-e.html 获取。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0208012,
title = {Theory of de Haas-van Alphen Effect in Type-II Superconductors},
author = {Kouji Yasui and Takafumi Kita},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0208012},
year = {2009}
}
备注
16 pages, 11 figures