小型超导性颗粒的热力学性质
超导电性
2009-02-05 v1
摘要
我们考察了具有有限电子数目的金属颗粒的简化 BCS 哈密顿量。研究了从电子层级 d 大于巨域超导间隙 Δ 时的超小 regime，到 Δ ≥ d 的小型 regime 之间的十字迁移。我们在超小 regime 下使用以 1/ln N 为小参数的近似，对进行解析计算，其中 N 为相互作用电子对数。该 regime 下的凝聚能对耦合常数 λ 是次Perturbative 的，与 d N λ^2 = λ^2 ω_D 成正比。我们发现即使在 Δ > d 的大型 regime 中，仍已发展出较为成熟的配对关联，在此 regime 下，凝聚能的次Perturbative 部分仍大于奇异的 BCS 部分。近似 BCS 结果描述凝聚能的条件为 Δ > sqrt(d ω_D)。我们展示了如何从自旋磁化曲线的测量原则上可提取凝聚能，并发现在零温度下随磁场呈现再entrant susceptibility，这可作为探测超小颗粒中超导关联的灵敏探针。数值结果表明，在大 N 极限下，BCS 结果关于凝聚能的 1/N 修正项大于 Δ。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0012160,
title = {Thermodynamic properties of a small superconducting grain},
author = {M. Schechter and Y. Imry and Y. Levinson and J. von Delft},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0012160},
year = {2009}
}
备注
17 pages, 7 figures, Submitted to Phys. Rev. B