超小金属微粒超导电性的能级统计！

《超小金属微粒超导电性的能级统计！》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第$)卷第’期"%%%年’月物理学报[47+$)，F4+’，U->，"%%%!%%%*#")%／"%%%／$)（%’）／%)()*%’DCNDWXY?ZCD?ZFZCD!"%%%C3=6+W3>/+?4A+$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$超小金属微粒超导电性的能级统计!陈志谦!）"）郑仁蓉#）"）!）陈洪!）姚纯青$）!（）西南师范大学物理系，重庆$%%&!’）"（）苏州大学物理系，苏州"!’%%(）#（）上海师范大学物理系，上海"%%"

2、#$）$（）西南师范大学数学系，重庆$%%&!’）（!)))年(月"#日收到；!)))年!%月"$日收到修改稿）用平均场理论的自洽方程计算了随机矩阵理论中三种系综（,-.//01234546-786/9:;79；,-.//<6=2-1>86/9:*;79；,-.//?>:@79A2=A86/9:;79）所对应的电子能级的奇／偶电子数分布对临界电子能级间距的影（响，得到了在不同的自旋*轨道耦合和磁场中奇／偶电子数分布的临界电子能级间距的定量关系以及奇电子数的!（%）随平均能间距4"!#的变化+!"##：&##&；$"’’让人们认真考

3、虑“超导体究竟可以有多小”这个理论!引言问题+同时，能级上奇电子数与偶电子数的问题也再次提了出来+E46P97Q2等人［R］运用等能间距模型并BC?超导理论对超导体的特性和行为作了较考虑了电子数的奇偶性后计算发现，超导能隙在零为完整而成功的描述+但是，这些超导样品的尺寸通温时存在一个临界能级间距!+当!4大于%OR)AA常都比较大+有实验［!，"］表明，当试图描述尺寸较小!（%）时，能隙消失+其中!（%）为零温时块状超导体的超导小粒子（岛）时，以往的理论便显示出不足+倘的能隙+偶电子数和奇电子数的临界能级间距比为若岛的有效电容非常

4、小，由于库仑相互作用阻碍电9／!4［)］考虑能级统计效!AAH$+?:=23和D:;95-4J-1子对结的隧穿，因而岛上的电子数是固定的+DE91=6应后用S=5691*P>/46?.1:=/9进行计算后得出，和F-G-14E［#］指出，具有确定电子数"的超导岛的94"!A#和"!A#都比未考虑能级统计效应前有所低温性质依赖于其电子数的奇偶性：当"为偶数增大+这里提出一个问题，即在考虑能级统计效应时，所有电子均可配成对；当"为奇数时至少有一后，"!9#，"!4#，和"!9#／"!4#会怎样变化+个电子即使在#H%时也不能配对，因此

5、它具有比AAAA以下我们将?:=23等人的方法扩展到随机矩阵理论偶数电子多出的能量，等于超导能隙!$,47.;9E和（M-6T4:U-21=VN3941>）［!%］中的三种高斯系综［$］及K-6JL，?:=23和D:;95-4J-1［’］等分别在I-=J=6（,08，,<8和,?8），并同时考虑其奇／偶电子数正则系综和巨正则系综中对小粒子（岛）的超导性质效应，并得出结论+特别是电子数的奇偶性作了深入的分析，并对能隙!作出了修正$近来，B7-AJ，M-7@3和N=6J3-:（BMN）运用新"模型与计算的实验技术，成功地制成一种新的单

6、电子三极管+在我们仍采用平均场理论自洽方程［’］这种新装置中，其岛上单个D7粒子的体积（据估计+仅考虑当其半径在"O’—!#6:间）远小于常规的单电子三级#H%时基态%&H%和?&H!／"配位情况（见图!）$管（约小于$个数量级）+BMN用此装置测量了超小对奇电子数情形，设化学势位于半填满能级"%（图［(，&］D7粒子中的超导性质，观测到能隙的存在+再次!，%&H!／"），则能隙方程可写为!重庆市科委基金（批准号：)&*$&#%）及江苏省重点实验室基金资助的课题++4#物理学报/+卷!!（#$!!%（"）／$）$（#）$$"（"%

7、’#("!(#!（#$!%）(（"）／$）$（#）$$"（（"%’"!!’"#(#（0）由前面的分析可知，（"%1"!）由两能级关联函数*（-）描述)而（"!1"#）由最近邻能级间距分布.（$）给出)其中$"（"2)若（"1"）和（"!1"#）／$%!!1"#）这两项可以分开来处理，则可得偶电子数临界能级间距$2满足的方程为,!%／$23,,3!$.（/）*（-）.（/），!#$.//($.-$./!（-(/／$）###（4）其中/"!（"1"）／$2)以上我们得到奇电子数和!#图!偶电子数（!，!，$）和奇电子数（!／$，%／$

8、，&／""#""!偶电子数临界能级间距所满足的方程)现在我们就$）的最低能量配位来将方程（&）和方程（4）用于随机矩阵理论［!#0!$］的不同的系综中)!!（#$!)（!）根据随机矩阵理论，对于高斯正交系综有!%）$（#）$$"（"&’"#(#3$