兩能隙超導(dǎo)體的電子比熱容.pdf

1、電子比熱容在研究超導(dǎo)物理問題時(shí)是非常重要的，通過它我們可以了解電子的行為，并且可以用來判斷與費(fèi)米面相交叉的能帶數(shù)目。比熱跳躍值可以用來確定電子-聲子相互作用的類型，也可以決定能隙是各向同性還是各向異性的。聯(lián)合電子比熱在正常狀態(tài)和超導(dǎo)狀態(tài)下的兩個(gè)方程，可以用來計(jì)算熱力學(xué)方程中的臨界磁場和內(nèi)能。目前，電子比熱已經(jīng)通過多種理論模型獲得：一、唯象模型，例如二流體模型、G-L理論和α模型；二、微觀BCS理論。目前，研究電子比熱的理論模型主要有三種

2、，中間耦合使用了二流體模型，弱耦合使用了BCS理論，強(qiáng)耦合使用了α模型。我們認(rèn)為BCS比熱容曲線是歸一化曲線時(shí)，任何相對(duì)于歸一化曲線的偏差也具有新的物理含義。第二能隙存在的特點(diǎn)是，電子比熱容曲線在較低臨界溫度區(qū)存在的異常，一般表現(xiàn)為一個(gè)峰或出現(xiàn)過剩。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，弱耦合超導(dǎo)體的比熱異常較強(qiáng)耦合超導(dǎo)體的比熱異常更明顯。理論上，兩能隙過渡元素超導(dǎo)體可以用來擴(kuò)展BCS理論來研究，也可以用稱為α模型作為現(xiàn)唯象學(xué)模型來研究。
　　 本論文的主

3、要結(jié)果：
　　 1、基于BCS理論模型討論了電子比熱容，并討論了兩能隙超導(dǎo)體化合物的熱力學(xué)性質(zhì)。
　　 2、提出了一種新的唯象比熱容方程，用來研究Nb3Sn，MgB2和NbSe2等兩能隙超導(dǎo)與YNi2B2C多能隙超導(dǎo)體。該方程考慮了電子-聲子相互作用耦合與費(fèi)米面片數(shù)。兩能隙超導(dǎo)體的電子比熱容方程中包含每個(gè)能帶的電子比熱容。在每個(gè)能帶的電子比熱容部分中含有兩項(xiàng)：一項(xiàng)是BCS理論的漸近公式，另一項(xiàng)是唯象理論項(xiàng)。
　　

4、 應(yīng)用這種方法得到了以下主要結(jié)果：
　　 1)運(yùn)用作者提出的關(guān)系式來考慮兩能帶超導(dǎo)體中每個(gè)能帶的索末菲爾德分枝比率，它們的數(shù)值不依賴BCS能隙數(shù)值，僅依賴于能隙比和明顯的費(fèi)米面片數(shù)和。如果大能隙和小能隙的比率△L/△S＞10并且費(fèi)米片數(shù)比較大，此時(shí)，大能隙將占優(yōu)勢(shì)起主要作用。當(dāng)有兩個(gè)明顯費(fèi)米面片時(shí)，大能隙與小能隙的索末菲爾德部分枝比率在比值為2.94的地方相交。當(dāng)費(fèi)米面片的數(shù)目增大時(shí)，相交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的比值是減小的，大概增加到四片以

5、后，就沒有相交點(diǎn)。
　　 2)本文給出的兩能隙超導(dǎo)體MgB2,Nb3Sn，NbSe2和YNi2B2C的比熱容曲線與實(shí)驗(yàn)曲線相一致.在低的臨界溫度下，圖形中有小峰或者含有帶指數(shù)部分的小峰依賴于小索末菲爾德分枝比率。對(duì)Nb和Nb3Sn小索末菲爾德分枝比率很小，異常區(qū)后的指數(shù)增加部分主要取決于大能隙的比熱容。超導(dǎo)體MgB2的情形很特殊，比熱隨溫度的變化行為分為三個(gè)部分，下沉和隆起部分暗示兩能隙存在，他們的貢獻(xiàn)相互補(bǔ)償。