Signatures of Dynes superconductivity in the THz response of ALD-grown NbN thin films
Universität Stuttgart（斯图加特大学）；Center for Integrated Quantum Science and Technology (IQST), Universität Stuttgart（斯图加特大学集成量子科学与技术中心）；Universität Ulm（乌尔姆大学）；Institute for Complex Quantum Systems and IQST, Universität Ulm（乌尔姆大学复杂量子系统与集成量子科学与技术中心）；Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）；Friedrich-Schiller Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Institute for Solid State Physics, Friedrich-Schiller Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学固体物理研究所）
研究通过ALD生长的NbN薄膜在太赫兹范围内的电导率，揭示了Dynes电动力学在超导特性中的作用，展示了能隙和配对破坏率随薄膜厚度的变化。
2026-10-16 cond-mat.supr-con
A THz time-domain susceptibility for superconductors including strong-current effects
时域差分方法越来越多地用于开发、建模和分析材料的响应，包括可能包含超导体的工程超材料。虽然对于基本金属和超导体，存在简单而有用的时域磁化率表达式，但对于超导体的时域响应尚未开发，主要是因为频率相关的表达式本身相当复杂。在本文中，我们提出了一个简单的近似表达式的时域磁化率的超导体的hbar/2 Δ时间尺度（其中德尔塔是BCS能隙），满足因果关系的要求，并证明其能够模拟的传输和反射的完全带隙的超导体在太赫兹区域。通过允许Delta是电流的函数，我们还展示了如何使用该模型函数来描述超导体中的非线性微波响应。
2013-10-08 cond-mat.supr-con
Optical conductivity of granular aluminum films near the Mott metal-to-insulator transition
本文报道了用太赫兹光谱测量颗粒状铝膜的能隙。我们发现，随着晶粒逐渐去耦，耦合比$2Δ(0)/k_{B}T_{c}$增加到BCS弱耦合比$3.53$以上，并达到与高电阻率样品的BCS-BEC交叉方法一致的值，预期从短相干长度。Mattis-Barclay理论非常好地描述了$σ_{1,s}/σ_{1,n}$在所有样品中的行为，直到非常高的正常态折射率。
2019-06-04 cond-mat.supr-con
Selective excitation of collective modes in multiband superconductor MgB2
本研究通过多周期和单周期太赫兹泵浦探测技术，在MgB2中分别选择性激发了π带Higgs模式和Leggett模式，解决了模式识别争议，揭示了集体模式间相互作用。
2024-12-18 cond-mat.supr-con
Far infrared thermal spectroscopy of low-Tc and high-Tc superconductor films
在0.4 ~ 4.3THz的频率范围内测量了沉积在MgO和Si衬底上的NbN薄膜的远红外透过率随温度的变化。在低温下，相对穿透深度呈指数增长，并且在Tc附近观察到透射率峰值，频率低于光学带隙。相反，在高于间隙的频率下测量的透射率仅表现出平坦的、几乎线性的温度依赖性。这种行为与BCS超导理论是一致的。对沉积在MgO和蓝宝石衬底上的YBaCuO薄膜也进行了类似的测量。透射率的低温变化是线性的或恒定的，并且没有观察到BCS理论预测的低于Tc的峰值。在较高频率下的平坦温度依赖性表明光子能量足以在光学带隙上激发。s波BCS理论适用于NbN薄膜，但不适用于YBCO材料。
2001-11-19 cond-mat.supr-con
Anisotropic scattering caused by apical oxygen vacancies in thin films of overdoped high-temperature cuprate superconductors
过掺杂La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$薄膜中超流密度$ρ_s$的反常行为是近年来的一个热点争论。$ρ_s$在低温下的线性下降意味着超导体是干净的，但是$ρ_s$（在零温度极限中）和转变温度$T_c$之间的线性标度是Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）框架[I. Bozovic等人，Nature 536，309（2016）]。这种二分法激发了超越标准BCS理论的奇异理论。然而，我们发现，这样的二分法可以自然地调和的作用，增加各向异性散射所造成的顶端氧空位。此外，各向异性散射还解释了在光学电导率中掺杂时的“缺失”Drude重量，如THz实验中所报道的[F. Mahmood等人，物理修订信函122，027003（2019）]。因此，过掺杂的铜氧化物实际上可以用具有独特的各向异性散射的$d$波BCS理论一致地描述。
2022-03-31 cond-mat.supr-con
Higgs mode in the d-wave superconductor Bi2Sr2CaCu2O8+x driven by an intense terahertz pulse
采用太赫兹泵浦近红外探测技术，在时域研究了d波铜酸盐超导体Bi2Sr2CaCu2O8+x（Bi2212）的太赫兹脉冲驱动非线性响应.我们已经观察到的振荡行为的光学反射率，遵循太赫兹电场平方，并强烈增强低于Tc。相应的三阶非线性效应表现出A1g和B1g对称分量，这是从偏振分辨测量分解。与BCS计算的非线性极化率的比较表明，A1g分量与希格斯模式的d波序参量。
2017-11-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multi-Dimensional Coherent Spectroscopy of Light-Driven States and their Collective Modes in Multi-Band Superconductors
该研究建立多带BCS超导体的规范不变Maxwell-Bloch理论，揭示有限动量Cooper配对和序参量相对相位振荡对THz-MDCS谱的参量驱动效应。
2024-01-04 cond-mat.supr-con
Collective modes and terahertz near-field response of superconductors
我们从理论上研究了BCS型超导体的低能电磁响应，重点是用太赫兹近场光学观察到的传播集体模。感兴趣的频率和动量范围是$ω< 2Δ$和$q < 1/ξ$，其中$Δ$是间隙，$ξ$是相干长度。我们表明，它是可能的，观察超流等离子体激元，振幅（Higgs）模式，Bardasis-Schrieffer模式和Carlson-Goldman模式使用太赫兹近场技术，虽然这些模式没有线性耦合到远场辐射。太赫兹近场辐射耦合到振幅模式需要粒子-空穴对称性破缺，而耦合到Bardasis-Schrieffer模式不需要，并且通常更强。对于适合于当前感兴趣的层状超导体的参数，Carlson-Goldman模式出现在近场反射系数中，作为亚太赫兹频率范围内的弱特征。在纳米尺度分离的两层超导层系统中，声学相位模作为系统的反对称密度涨落模出现。该模式在近场THz响应中产生定义良好的共振峰，并且与Bardasis-Schrieffer和振幅模式具有强的反交叉，从而增强了它们的响应。在由许多层准二维超导体组成的板中，例如在高T $_c$铜酸盐化合物的样品中实现，发现传播的约瑟夫森等离子体振子模式的许多分支耦合到THz近场辐射。
2020-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Locating the missing superconducting electrons in overdoped cuprates
过掺杂的高温铜氧化物超导体被广泛认为是d波BCS类超导物理。然而，最近的测量表明，随着掺杂的增加，超流密度平稳地下降到零，而不是在没有无序的情况下像BCS理论所预期的那样增加。在这里，我们结合时域太赫兹光谱与kHz范围内的互感测量上相同的过掺杂的La $_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuO $_{4}$膜，以确定作为掺杂的函数的超流和未凝聚的载流子密度。一个显着的分数的载流子保持未凝聚在一个广泛的Drude类峰，甚至作为$T\rightarrow0$，这是不符合现有的理论，当采取与温度的线性超流密度的作用，在抑制超流密度的d波超导体中的无序。我们的近八个数量级的测量频率范围给我们一个独特的外观在低频率的光谱重量分布，这可能表明量子相位波动的存在，作为临界掺杂接近。
2019-05-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Calculation of an enhanced A1g symmetry mode induced by Higgs oscillations in the Raman spectrum of high-temperature cuprate superconductors
在超导体中，Anderson-Higgs机制允许集体振幅（Higgs）模式的存在，该模式可以主要在非线性拉曼过程中与eV光耦合。对各向同性超导体的实验非平衡结果，给出了包括Higgs模在内的BCS理论之外的解释。此外，在各向异性d波超导体中，预期与其他模式的强相互作用效应。在这里，我们从一个新的角度来计算希格斯模式的拉曼贡献，包括多体希格斯振荡效应及其在传统的，自发拉曼光谱的后果。我们的结果表明，在d波超导体的A1 g对称性拉曼光谱的强度的显着贡献。为了验证我们的理论，我们预测在太赫兹猝灭光探针随时间变化的反射率实验中存在可测量的特征振荡。
2021-10-04 cond-mat.supr-con
Non-equilibrium phenomena in superconductors probed by femtosecond time-domain spectroscopy
超快激光和非线性光学技术在过去二十年的发展提供了工具，以访问在超导体中的低能量激发的实时动态。例如，时间分辨的太赫兹光谱和时间和角度分辨的光电发射光谱提供了对超导能隙振幅的实时动态的访问。这样的研究能够确定微观参数，如准粒子复合率，对断裂率和电子玻色子耦合常数。最近，强太赫兹脉冲已被用来探测非线性动力学，包括集体模式的观察。此外，使用低频电磁脉冲，有几个报告在传统和非传统超导体中的超导性放大。从一个简短的历史概述的开创性工作，在超导体中的非平衡现象进行了研究，使用准连续激励，我们回顾了一些见解，通过使用实时的方法。我们专注于传统的BCS超导体，其基态是合理的理解，并解决类似的和开放的问题，在高温$_{c}$超导体的相应研究。
2020-03-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Competing Orders and Ultrafast Energy Transfer at the Quantum Limit in a Nb$_3$Sn Superconductor Probed by Terahertz Electrodynamics
我们报告了一个中等清洁的A15超导体（SC）超快激发后的低能量电动力学，以理解和操纵太赫兹（THz）准粒子（QP）的运输从竞争订单的调谐泵光激发。使用35-fs的光脉冲，我们观察到一个非热增强的低频电导率，观察到的THz泵浦，这持续到一个额外的临界温度以上的SC一个，从电子顺序在马氏体正常状态。在SC状态下，对断裂动力学的能量密度依赖性与分析模型一起提供了证据，在激光脉冲期间的“一个光子到一个对”的非共振能量转移。这种光子能量$\hbarω$在{ \em quantum}极限下（由$2Δ_{SC}/\hbarω$ =0.33 $\%$设置）向QP的初始转移比先前研究的BCS SC小一个数量级以上，我们将其归因于强电子-声子耦合和A15 SC中声子凝聚的可能影响。
2018-08-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Contribution of Collective Excitations to Third Harmonic Generation in Multiband Superconductors: the case of MgB$_2$
多带超导体可以承载集体激发，与单带超导体相比有显著的不同。我们首先研究了干净的两带超导体中集体振幅涨落的谱，发现当带间耦合开启时，Higgs模的谱权迅速偏离单带情形的朴素扩展，然后利用这些结果对MgB $_2$中的非线性光学响应进行了批判性分析，为最近实验中明显矛盾的结果提供了解释，指向Leggett模式或两倍于较低间隙处的振幅波动的选择性相关性。通过使用精确的数值模拟和现实的无序估计，我们计算的准粒子，振幅和相位波动的非线性光学响应的相对贡献。我们发现，在低泵浦频率下，只有在两倍的谐振出现较小的间隙，由于BCS响应，而Leggett模式占主导地位，只有在一个狭窄的范围内的较高的泵浦频率匹配其低温值。我们的研究结果提供了一个新的视角的潜力，非线性太赫兹光谱检测集体模式在其他多频带系统，例如铁基超导体。
2022-07-01 cond-mat.supr-con
The non-equilibrium response of a superconductor to pair-breaking radiation measured over a broad frequency band
我们已经测量了太赫兹辐射的吸收BCS超导体在很宽的频率范围从200 GHz到1.1太赫兹，使用宽带天线透镜系统和钽微波谐振器。从低频开始，谐振器的响应迅速上升到超导体间隙边缘处的最大值。从那里开始，响应下降到最大响应的一半，在两倍的配对破坏能量下。在更高的频率下，由于超导体中成对断裂声子的捕获，响应再次上升。在实践中，这是第一次测量准粒子产生效率的频率依赖性，由于超导体中的对断裂。从不同的非平衡准粒子分布函数在每个频率计算的效率，是在协议的测量。
2015-05-22 astro-ph.IM cond-mat.supr-con
Linear and non-linear current response in disordered d-wave superconductors
本文理论研究无序 d 波超导体的线性光学吸收与三次谐波产生，揭示能隙对称性如何改变 s 波范式并解释铜氧化物实验。
2023-07-14 cond-mat.supr-con
