Higgs modes in proximized superconducting systems
混合超导-正常金属结构中的邻近效应被证明强烈影响超导序参量$Δ$的相干振荡,称为希格斯模式。频率为$2Δ$的标准希格斯模被初级超导体的准粒子泄漏指数衰减。两个新的Higgs模式的频率取决于在混合结构中的主要和诱导的间隙被示出出现由于超导体和正常金属之间的相干电子转移。总之,这三种模式决定了由电磁脉冲或系统参数失超干扰的超导序参量的长时间渐近行为,因此,对于基于所使用的邻近效应的超导器件的动态特性和对工作频率的限制至关重要,例如,特别是在量子计算中,具有拓扑低能激发。
2019-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Band-selective third-harmonic generation in superconducting MgB$_2$: Possible evidence for Higgs amplitude mode in the dirty limit
本文报道了超导转变温度为$T_c \approx 36$ K的双带超导体MgB $_2$的时间分辨线性和非线性太赫兹光谱。通过强窄带THz脉冲驱动系统,在$T_c$以下观察到三次谐波产生(THG)。对于泵浦脉冲频率$f=$ 0.3,0.4和0.5 THz,THG信号的温度依赖性演化在满足谐振条件$2f=2Δ_π(T)$的温度下表现出谐振最大值,对于脏极限超导带隙$2Δ_π$。相比之下,对于具有$2f>2Δ_π(T\rightarrow0)=1.03$ THz的$f=$ 0.6和0.7 THz,THG强度随着温度的降低而单调增加。此外,对于$2f<2Δ_π(T\rightarrow0)$的THG被发现几乎各向同性的泵浦脉冲偏振。这些结果表明,主导贡献的驱动希格斯振幅模式的肮脏的限制$π$带超导间隙,指出散射的重要性,在超导体中的希格斯模式的观察。
2021-10-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
AC Josephson Signatures of the Superconducting Higgs Mode
Department of Physics Education, Kongju National University(公州国立大学物理教育系)
提出在电压偏置Josephson结中激发超导Higgs模式的纯输运方法,发现Higgs共振与Josephson物理的相互作用增强二次谐波电流,在超导能隙不等时可超越一次谐波,为Higgs振荡提供独特标志。
2025-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Infrared activation of the Higgs mode by supercurrent injection in superconducting NbN
超导体中的Higgs模,即序参量的集体振幅模,不与电荷或自旋涨落相关联,因此在线性响应区域中它不与电磁场耦合。与此相反的是,在这里,我们证明,如果直流超电流被引入到超导体,希格斯模式成为红外活跃,并直接观察到的线性光学电导率测量。我们观察到一个尖锐的共振峰在$ω=2Δ$在薄膜NbN的电导率谱中的直流超电流的存在下,显示出合理的协议与最近的理论预测。这项工作所证明的方法为研究各种超导体中的希格斯模式开辟了一条新的途径。
2019-06-16 cond-mat.supr-con
Higgs Oscillations in time-resolved Optical Conductivity
使超导体脱离平衡态是研究其平衡态性质和控制超导态的一个很有前途的途径。非平衡态超导体的研究通常采用时间分辨电导率测量。因此,在泵驱动的非平衡态中的超导态的表征需要在时域中仔细注意。我们用非平衡Keldysh方法计算了泵浦超导态的时间分辨电导率。通过泛函推导,得到了全顶点修正的电导率,并用于表征瞬态超导态。瞬态电导率表明了超导序参量在时域上的抑制。随后恢复的序参量表现出对应于希格斯振幅模式的振荡行为,可以看到在几个部分的频谱。
2019-03-19 cond-mat.supr-con
Unveiling resilient superconducting fluctuations in atomically thin NbSe$_2$ through Higgs mode spectroscopy
本研究通过电输运与光学联合研究原子级薄NbSe₂的超导性,发现面外磁场下的反常金属态具粒子-空穴对称性,建立超导希格斯模式揭示高约化磁场下的持久超导涨落,证实反常金属态的玻色子本质。
2025-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Higgs-mode radiance and charge-density-wave order in 2H-NbSe$_2$
尽管通常被认为是两种竞争现象,但电荷密度波和超导性在少数系统中共存,最具代表性的是过渡金属二硫属化物2 H-NbSe $_2$。这种不寻常的条件是负责在该化合物的两个相变特定的拉曼签名。虽然软声子模式的出现是电荷密度波阶的公认指纹,但在超导温度以下出现的尖锐子带隙模式的性质仍在争论中。在这项工作中,我们使用的外部压力作为一个旋钮,揭示两个订单之间的微妙的相互作用,从而超导模式的性质。由于先进的极端条件下的拉曼技术,我们能够遵循的压力演变和两个交织的电荷密度波和超导模式的同时崩溃。与模型系统中的微观计算的比较支持超导模式的Higgs型性质,并表明2 H-NbSe $_2$中的电荷密度波和超导性涉及相互的电子自由度。这些发现填补了过渡金属二硫属化物中电子机制的知识空白,这是在为器件应用优化的少层系统中充分利用其特性的关键一步。
2017-10-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase-resolved Higgs response in superconducting cuprates
在高能物理学中,希格斯场耦合到规范玻色子和费米子,并为它们的元激发提供质量。实验上,这种耦合可以从希格斯玻色子的衰变产物中推断出来,即希格斯场的标量(振幅)激发。在超导体中,库珀对与希格斯场有着密切的相似之处。库珀对与其他自由度之间的相互作用为振幅模提供了耗散通道,这可能揭示微观配对机制的重要信息。为此,我们研究了几个铜氧化物薄膜的Higgs(振幅)模式使用相位分辨太赫兹三次谐波产生(THG)。除了重阻尼希格斯模式本身,我们观察到一个普遍的跳跃阶段的驱动希格斯振荡以及非零的THG以上Tc。这些研究结果表明,耦合的希格斯模式,其他集体模式和潜在的非零配对振幅以上Tc。
2020-05-05 cond-mat.supr-con
Signatures of superconducting Higgs mode in irradiated Josephson junctions
University of Würzburg(维尔茨堡大学);Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学);Condensed Matter Physics Center (IFIMAC)(凝聚态物理中心 (IFIMAC));Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ct.qmat(维尔茨堡-德累斯顿卓越集群 ct.qmat)
研究通过微波照射非对称透明约瑟夫森结的传输特性,发现Higgs模式的特征,包括二次谐波电流相位关系的增强及Shapiro步骤中二次谐波的增强。
2025-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Classification and characterization of nonequilibrium Higgs modes in unconventional superconductors
最近发现的新的希格斯模式在非常规超导体需要一个分类和表征的模式允许的非平凡的间隙对称性。在这里,我们发展了一个理论的定制非平衡量子淬火激发所有可能的振荡对称性的超导凝聚体。我们表明,有限的动量转移和淬火对称性允许识别所产生的希格斯振荡。这些作为基态间隙对称性的指纹。我们提供了一个分类方案,这些振荡和淬火对称性的基础上的晶格点群的群论。对于表征,分析计算以及全尺寸数值模拟的瞬态光学响应所产生的激发由一个现实的激光脉冲进行。我们对希格斯振荡的分类使我们能够区分超导凝聚体的不同对称性。
2020-01-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Higgs resonance in fermionic pairing
费米子凝聚体中的希格斯玻色子与BCS配对相互作用描述的配对振幅的动力学。我表明,这种模式的存在和性质是敏感的相互作用的能量色散。具体地说,当配对被抑制在费米能级时,希格斯模式可能成为非物理(虚拟)状态或具有有限寿命的共振,这取决于相互作用的细节。相反,在费米能级上增强的对相互作用下,希格斯模是离散的。这项工作说明了概念上的困难与引入集体变量的多体配对动力学。
2008-12-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for highly damped Higgs mode in infinite-layer nickelates
本研究利用二维太赫兹相干光谱探究无限层镍酸盐超导体的希格斯动力学,发现其希格斯模因准粒子激发被强烈阻尼,符合d波配对特征,还观测到Tc附近的短程超导涨落,为d波系统及镍酸盐非常规超导研究提供支撑。
2023-10-04 cond-mat.supr-con
Proximity effect can induce the energy gap rather than superconducting pair potential
对于s波超导体/半导体/铁磁绝缘体结构,邻近效应可以在半导体中引入能隙,而不是其微观哈密顿量的超导对势。因此,在这种结构中实现拓扑超导态是值得怀疑的。
2010-10-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin currents driven by the Higgs mode in magnetic superconductors
超导材料中的Higgs模描述了序参量振幅的缓慢衰减振荡。我们证明,在磁性超导体与内置的自旋分裂场希格斯模式是强烈耦合的自旋自由度允许产生的时间相关的自旋电流。通过自旋滤波元件将这种自旋电流转换为电信号,为二次谐波产生和外照射产生的Higgs模的电检测提供了工具。由这些自旋电流产生的非绝热自旋力矩允许通过测量相邻铁磁体中的磁矩的进动来对希格斯模式进行磁性检测。我们还讨论了磁旋进产生Higgs模的相互作用。将超导体中的集体模与光和磁动力学耦合,开辟了超导光自旋电子学的新方向。
2019-07-01 cond-mat.supr-con
Significant Contributions of the Higgs Mode and Self-Energy Corrections to Low-Frequency Complex Conductivity in DC-Biased Superconducting Devices
本文基于Keldysh-Eilenberger非平衡超导理论,研究直流偏置下希格斯模式与杂质散射自能修正对超导体低频复电导率的影响,发现实部电导率在远高于此前认识的频率范围内随偏置降低,可用于抑制器件耗散,并评估了偏置相关的动态电感,为唯象慢实验场景提供了微观理论依据。
2024-08-01 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Superconducting fluctuations probed by the Higgs mode in Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+x}$ thin films
铜氧化物超导体中的超导涨落已经被广泛研究,以深入了解超导转变温度$T_{\text{c}}$以上的预形成库珀对。虽然各种测量,如太赫兹(THz)的光学电导率,能斯特效应,角分辨光电子能谱(ARPES),和扫描隧道显微镜(STM)测量提供了SC波动的签名,SC波动的起始温度取决于测量方案。在这里,我们揭示了希格斯模式调查SC波动,因为它是SC序参量的直接指纹,可以帮助阐明SC相位相干的发展。我们对欠掺杂和过掺杂的Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+x}$(Bi 2212)薄膜进行了太赫兹泵浦光探测光谱。在我们以前的工作中,在SC相中观察到的泵浦-探测信号(THz Kerr信号)的振荡行为已经被确定为单晶中的Higgs模式[K。Katsumi等人,物理修订信函120,117001(2018)],但在$T_{\text{c}}$之上确定了两个起始温度。结合单晶在宽掺杂范围内的实验结果,我们发现$T_1^{\text{ons}}$的第一个起始温度在$T_{\text{c}}$以上10-30 K。$T_1^{\text{ons}}$与从THz光学电导率提取的超流密度$N_s$一致。因此,$T_1^{\text{ons}}$被解释为宏观SC相刚度的开始。另一方面,第二个开始$T_2^{\text{ons}}$被确定为基本上高于$T_{\text{c}}$,其起源是…
2020-08-16 cond-mat.supr-con
Signature of Cooper Pairs in the Non-Superconducting Phases of Amorphous Superconducting Tantalum Films
本文研究了非晶Ta超导薄膜中的磁场或无序诱导的绝缘相和金属相。随着磁场的增加,绝缘相的非线性输运的演化呈现出非单调的行为。我们认为,这一观察可能是一个证据的存在,本地化的库珀对在绝缘相。由于金属相介入了Ta薄膜的超导态和绝缘态,这一结果进一步揭示了金属基态中也存在库珀对。
2015-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Higgs-like pair amplitude dynamics in superconductor-quantum dot hybrids
我们考虑一个量子点与超导储层的弱隧道耦合。通过邻近效应可以在点上感应出有限的超导对振幅。我们调查的动力学的诱导对振幅淬火后,并定期驱动系统通过实时图解的方法。我们发现,淬火动力学是占主导地位的指数衰减到平衡相比之下,周期性驱动系统可以维持相干振荡的幅度和相位的诱导对振幅类似于希格斯和南武-戈德斯通模式驱动的大块超导体。
2020-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Short-distance breakdown of the Higgs mechanism and the robustness of the BCS theory for charged superconductors
通过希格斯机制,长程库仑相互作用消除了超导体中的低能戈德斯通相模,并将光谱权重一直转移到等离子体频率。在这里,我们表明,希格斯机制打破了长度尺度短于超导相干长度,而它保持完整,即使在高能量,在长波长的限制。这种效应是希格斯场的超导性和固体中洛伦兹不变性的复合性质的结果。最重要的是,超导相干体积内的希格斯机制的崩溃是至关重要的,以确保稳定的BCS平均场论在弱耦合极限。我们还表明,由于等离子体激元引起的波动的间隙方程的变化可以导致显着的修正平均场论,并揭示了超导体的密度波动谱的变化并不限于附近的间隙。
2018-08-22 cond-mat.supr-con
Mirror Nesting of the Fermi Contour and Superconducting Pairing from the Repulsive Interaction
本文讨论了组成大总动量对的粒子之间排斥相互作用时超导配对的必要条件:(1)排斥势至少存在一个负本征值;(2)费米轮廓的镜像嵌套。在这些条件下,我们表示的自洽方程的解连续依赖于对的相对运动的动量。相应的超导序参量在相对运动对动量定义域内的费米轮廓线上改变其符号。我们认为,斥力诱导超导配对与大的总对动量可能只是有关的高温超导铜氧化物的情况。
2003-10-06 cond-mat.supr-con
Imprinting spiral Higgs waves onto superconductors with vortex beams
该研究证明太赫兹脉冲涡旋光束可在超导体中诱导螺旋希格斯波,揭示了相位模屏蔽纵向磁场促进波前印刻与角动量转移的机制,且光轨道角动量提升可增强三次谐波强度,为集体模光谱探测提供新途径。
2023-09-13 cond-mat.supr-con
Power attenuation in millimeter-wave and terahertz superconducting rectangular waveguides: linear response, TLS loss, and Higgs-mode nonlinearity
High Energy Accelerator Research Organization (KEK)(高能加速器研究机构);The Graduate University for Advanced Studies (Sokendai)(高级研究院)
本研究通过建立超导波导功率衰减分析框架,揭示了TLS损耗和Higgs模非线性对毫米波和太赫兹波段衰减的影响,发现低温下TLS损耗显著并产生Higgs模峰值。
2026-02-19 cond-mat.supr-con physics.acc-ph physics.ins-det
Higgs Mechanism, Phase Transitions, and Anomalous Hall Effect in Three-Dimensional Topological Superconductors
我们表明,希格斯机制在三维拓扑超导体具有独特的功能与实验观察到的后果。我们讨论的Higgs模型有两个超导分量和一个类轴子磁电项,超导序参量的相位差起着轴子场的作用。由于这个附加项,量子电磁和相位涨落导致了一个强大的拓扑非平凡状态,在存在相互作用的情况下也成立。在这个意义上,我们表明,重整化流的拓扑非平凡的阶段不能连续变形成一个拓扑非平凡的。我们对量子临界涨落的分析的一个结果是,在体相中有一级相变而在表面上有二级相变的可能性。我们还探讨了轴子希格斯电动力学的另一个结果,即反常的霍尔效应。在低频伦敦制度的异常霍尔效应是在平行于表面的电场的存在下诱导。这种反常的霍尔电流是由轴子项产生的类洛仑兹力引起的,它涉及超导组分的相对超流速度。反常霍尔电流有一个负号,这种情况使人联想到,但在物理起源上与在高$T_c$超导体中观察到的反常霍尔效应完全不同。与后者相反,拓扑超导体中的反常霍尔效应是非耗散的,并且在没有涡旋的情况下发生。
2015-11-17 cond-mat.supr-con hep-th
Floquet engineering bulk odd-frequency superconducting pairs
我们介绍了Floquet奇频超导对的概念,并建立了它们在时间周期的常规超导体中的出现,其中连续时间平移不变性被打破。我们表明,这些异国情调的库珀对是可能的,因为在时间周期系统的Floquet模式提供了一个额外的指数(Floquet指数),扩大了对对称性的分类,没有模拟在静态政权。因此,我们的结果提出了一个不同的路线奇频超导对和Floquet工程动态超导态铺平了道路。
2021-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Abelian-Higgs vortices in the oscillating axion background
本文研究振荡轴子场中阿贝尔-希格斯涡旋的动力学,发现轴子-光子转换可在涡旋磁芯感应电场,涡旋管可作圆柱腔有效增强TM010共振模式,且两涡旋间存在吸引或排斥力,为超导器件搜寻轴子暗物质提供新途径。
2025-07-22 cond-mat.supr-con hep-ph hep-th