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半导体、冷原子、过渡金属硫化物及超导中自旋、谷极化及Bogoliubov准粒子的动力学研究自旋电子学的主要目的是有效地操控固体材料中的自旋(或赝自旋)自由度。
对材料中自旋和电荷的动力学及它们的相互影响的理解对自旋电子学的发展非常重要。
针对这一问题,本论文根据所关心的物理系统分为三个部分。
在第一部分,我们研究半导体及超冷原子中的自旋动力学,其中包括自旋弛豫和自旋扩散。
在第二部分,我们研究单层和双层过渡金属硫属化物中由激子引起的谷极化的动力学,其中包括谷去极化动力学和激子的谷霍尔效应。
最后在第三部分,我们集中研究s-波和(s+p)-波超导体中Bogoliubov准粒子和凝聚体的自旋及电荷动力学。
第一部分,从第1章到第4章,我们集中研究超冷原子以及半导体中的自旋动力学。
在第1章,我们综述了半导体自旋电子学的背景及其在超冷原子自旋动力学中的应用。
我们首先综述了半导体中自旋的产生,自旋的检测,自旋的弛豫以及自旋的扩散。
其中,我们介绍了自旋霍尔效应,主要的自旋弛豫机制(其中包括D’yakonov-Perel’,Elliott-Yafet和Bir-Aronov-Pikus机制)和文献中对自旋扩散的理解(其中包括漂移-扩散模型和非均匀扩展图景)。
然后我们简要地介绍了超冷原子物理的背景,以及最近实现的自旋轨道耦合的超冷原子及其实验进展。
在第2章中,我们发现在超冷的自旋轨道耦合40K费米气中,当塞曼能远比自旋轨道耦合能大时,D’yakonov-Perel’自旋弛豫是反常的。
我们考虑了自旋极化垂直和平行于有效塞曼场的横向和纵向两种构型。
我们发现当自旋极化小时,横向自旋弛豫可分成四个而不是通常的两个区域:正常弱散射区,反常类DP区,反常类EY区和正常强散射区。
当自旋极化大时,我们揭示Hartree-Fock自能,作为有效磁场,能够极为有效地抑制弱散射区中的自旋弛豫。
在InAs(110)量子阱中,当处在Voigt构型下的磁场远比自旋轨道耦合场大时,我们进一步揭示了Hartree-Fock自能对反常D’yakonov-Perel’自旋弛豫的影响。
![一种冷原子与离子速度成像复合的探测系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/7a83d5cabcd126fff7050bf1.png)
专利名称：一种冷原子与离子速度成像复合的探测系统专利类型：发明专利
发明人：刘斯禹,蒋蔚,卢征天,杨国民,王钰婵
申请号：CN202011588781.2
申请日：20201228
公开号：CN112700903A
公开日：
20210423
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种冷原子与离子速度成像复合的探测系统，包括离子透镜部分和磁光阱部分，所述的离子透镜部分包括五片同轴心电极，依次为排斥极，两片同电势的引出极，一片加速极，一片接地级，通过在这些电极上施加设计好的电场，五片电极可以构成一个离子透镜；所述的磁光阱部分中磁光阱的反亥姆霍兹线圈磁场零点和六束激光相交于两片引出极电极的几何中心处，捕获囚禁原子，产生冷原子。
超低温低动能离子源通过结合磁光阱和离子透镜，即可利用各种后续方法产生超低温低动能的离子源。
凡是可以被磁光阱捕获的元素都适用于这一个装置，大大拓展了离子速度成像系统可以研究对象的范围。
申请人：中国科学技术大学
地址：230026 安徽省合肥市包河区金寨路96号
国籍：CN
代理机构：北京科迪生专利代理有限责任公司
代理人：杨学明
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中物院材料所
中物院材料所是中国科学院下属的研究机构，成立于1978年，是我国最早的材料科学研究机构之一。
经过多年的发展，中物院材料所已经成为我国材料科学领域的重要研究基地，拥有一支高水平的科研团队和先进的实验设备，致力于材料科学领域的前沿研究和技术创新。
中物院材料所的研究方向涵盖了金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等多个领域。
在金属材料方面，中物院材料所的研究人员致力于金属材料的结构设计、性能优化和加工工艺研究，取得了一系列重要成果。
在无机非金属材料领域，中物院材料所的研究重点包括陶瓷材料、玻璃材料、水泥材料等，致力于材料的功能化设计和性能改进。
在高分子材料和复合材料领域，中物院材料所的研究人员通过材料的结构调控和界面工程等手段，实现了材料性能的大幅提升。
除了基础研究外，中物院材料所还积极开展材料工程应用研究，与企业合作开展新材料的开发和工程应用。
在汽车、航空航天、电子、能源等领域，中物院材料所的研究成果得到了广泛的应用，为我国的材料工业发展做出了重要贡献。
中物院材料所注重人才培养，建立了完善的科研团队和人才培养体系，吸引了一大批杰出的科研人才加入。
在国际上，中物院材料所与多个国际知名的科研机构和大学建立了合作关系，开展了一系列国际合作研究项目，促进了我国材料科学研究的国际化进程。
总的来说，中物院材料所在材料科学领域取得了丰硕的成果，为我国的材料工业发展和科技创新做出了重要贡献。
未来，中物院材料所将继续深化材料科学领域的研究，推动科技创新，助力我国材料工业迈向世界先进水平。
低维材料中的自旋电子学与拓扑绝缘体引言：自旋电子学和拓扑绝缘体是当今材料科学与物理学领域备受关注的研究方向。
低维材料在这两个领域中扮演着重要的角色。
本文将讨论低维材料中自旋电子学与拓扑绝缘体的研究进展和意义。
一、低维材料的基本特性低维材料是指厚度或尺寸在纳米或更小尺度的材料。
晶体的维度降低可以改变材料的物理性质，比如导电性、磁性等。
低维材料通常表现出与其体态晶体不同的电子结构和性质。
二、自旋电子学在低维材料中的应用自旋电子学是指利用电子的自旋来实现信息存储和处理的技术。
在低维材料中，由于维度的缩小，自旋-轨道耦合和自旋-自旋相互作用变得更加突出。
这为实现自旋存储和自旋运算提供了良好的平台。
同时，低维材料还展示了许多奇特的自旋态，如自旋密度波、自旋轨道奇点等，这些新奇现象对自旋电子学的发展具有重要意义。
三、拓扑绝缘体在低维材料中的探索拓扑绝缘体是一种特殊的电子态，具有导电体表面的不让缺陷和扰动破坏导电特性的能力。
低维材料中的拓扑绝缘体被广泛研究，并在量子计算、能源转换等领域有着巨大的应用潜力。
在低维材料中，通过调控材料的形貌、表面态和边界态等，可以实现拓扑绝缘体的产生和控制。
这些研究为解决材料导电性能损耗和实现更高效能的电子器件提供了新思路。
四、低维材料自旋电子学与拓扑绝缘体的联合研究近年来，越来越多的研究将低维材料中的自旋电子学和拓扑绝缘体相结合进行研究。
通过在低维材料中引入自旋自由度，并调控材料的结构和自旋轨道耦合，可以实现自旋拓扑绝缘体的制备。
这种新型材料不仅具有较高的导电性能，还保持了拓扑绝缘体的特殊表面态和边界态。
这一领域的研究有望推动自旋电子学和拓扑物态的发展，并为新型电子器件和量子计算提供新的解决方案。
结论：低维材料中的自旋电子学与拓扑绝缘体是当前材料科学和物理学领域备受关注的研究方向。
通过调控低维材料的结构和性质，可以实现自旋存储和自旋运算，并探索新的拓扑绝缘体态。
联合研究低维材料的自旋电子学和拓扑绝缘体有望在材料科学、能源转换和量子计算等领域取得突破性进展。
![具有作为耗尽声子的激发的Bogoliubov准粒子的超导体系[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/d89f74e876c66137ef061956.png)
专利名称：具有作为耗尽声子的激发的Bogoliubov准粒子的超导体系
专利类型：发明专利
发明人：李强
申请号：CN201210064062.X
申请日：20120312
公开号：CN102593344A
公开日：
20120718
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：在超导Bi2212(及Bi2223)体系中，视在能隙的幅度是其所在处的电子配对的相对不稳定性的量度，因为较大的能隙意味着稳定的电子配对(NSS态)只能在更高结合能下实现。
在低温下，如
Bi2212的体系的化学势由其中最稳定的电子配对决定，在配对足够稳定时的化学势比自由电子的情况降低约中介格波模的能量。
Bogoliubov准粒子对耗尽声子进行耗散的格波模的激发，该耗尽声子是中介配对的格波模的竞争所产生的。
传统上的超导能隙是一个弯折的能带部分。
BQP峰的能量是模竞争中的优胜模所中介的电子对的上态的能量。
被耗尽的格波模是与高温超导有关的格波模。
所述弯折的能带部分是反节点能隙的起始阶段，且在其转变过程中在所述弯折的能带部分底部的下FL折弯逐渐消失。
申请人：田多贤
地址：100083 北京市海淀区学院路37号15宅501室
国籍：CN
代理机构：北京金恒联合知识产权代理事务所
代理人：李强
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锑化物半导体开拓先锋——记中国科学院半导体研究所研究员牛智川 李 莉 王 辉 半导体，与计算机、原子能、激光科技并称为当代科技文明标志性四大领域。
半导体科技经过约70年的发展，科学理论不断完善，材料器件应用日益广泛，已经成为世界各大国强盛的战略根基。
我国科技界将半导体材料体系的拓展称为三代半导体，也就是硅或锗基、砷化镓或磷化铟基、氮化镓或碳化硅基材料三大体系。
基于这三代（类）半导体形成的大规模集成电路与计算机技术、高速光纤通信与互联网技术、高功率电力电子与能源技术等诸多重大战略应用价值方向，不断推动现代信息技术、能源技术以及人工智能技术的进步和发展。
囿于时代背景和工业基础，我国的第一代、第二代半导体科技水平长期落后于人。
进入21世纪后，半导体科技发展规划全面步入国家战略层面。
2020年9月4日，一则“我国将把大力发展第三代半导体产业写入‘十四五’规划”的消息，更是引发市场对功率半导体的瞩目，以氮化镓、碳化硅为首的第三代半导体材料一时间风光无限。
当前，伴随量子信息、可再生能源、人工智能等高新技术的迅速涌现和发展，持续催生和驱动半导体新体系微电子、光电子、磁电子、热电子等多功能器件技术的涌现。
特别是信息技术向智能化、量子化迈进的重要时期，基于经典的前三代半导体深入挖掘其潜力的同时，也需要开拓新体系、新结构、新功能半导体材料，以满足不断增长的高性能、低成本芯片的需求。
在牛智川看来，以G a2O3超宽带隙半导体、锑化物窄带隙半导体、二维原子晶体低维半导体等为核心体系的多种新材料技术中，新型锑化物半导体材料在开拓量子拓扑新效应、推动红外器件制备技术变革两方面占有战略先机地位，是近20年来，国内外半导体材料研究领域呈现出绝无仅有的兼具基础研究科学意义和确定性重大应用前景的新材料体系，作为在相关研究方向走在全球前列的团体之一，中国科学院半导体研究所牛智川研究员团队领衔了我国锑化物半导体的开拓与发展。
走近锑化物半导体什么是锑化物半导体？在回答这个问题之前，先来认识一下半导体。
新型金属硫化物二维半导体材料性质探明
佚名
【期刊名称】《分析测试学报》
【年(卷),期】2014(33)4
【摘要】中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室博士后杨圣雪、博士生
李燕，在研究员李京波、中科院院士李树深和夏建白等人的指导下，取得二维GaS超薄半导体基础研究的新进展，探明了新型超薄金属硫化物二维半导体材料
性质。
相关成果发表在英国皇家化学会主办的《纳米尺度》上，并被选为热点论文。
【总页数】1页(P448-448)
【关键词】中国科学院半导体研究所;金属硫化物;材料性质;二维;国家重点实验室;
中科院院士;基础研究;纳米尺度
【正文语种】中文
【中图分类】O614
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半导体超晶格材料及其应用引言：半导体超晶格材料是一种由多个不同材料交替堆叠而成的晶格结构，具有独特的物理和化学性质。
它们在电子学、光电子学和能源领域等多个应用中具有巨大的潜力。
本文将介绍半导体超晶格材料的基本概念和制备方法，并重点探讨其在光电子器件和能源转换领域的应用。
一、半导体超晶格材料的基本概念半导体超晶格材料是由两种或更多种不同晶格常数的半导体材料交替堆叠而成的复合材料。
由于晶格常数的不匹配，材料界面形成了一系列的晶格失调和应变区域。
这些晶格失调和应变区域对电子结构和输运性质产生了显著影响，从而使半导体超晶格材料具有特殊的性质。
二、半导体超晶格材料的制备方法主要有两种方法用于制备半导体超晶格材料：一是分子束外延（MBE）方法，二是金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法。
这些方法可以通过精确控制材料的堆叠顺序和厚度来实现半导体超晶格材料的制备。
三、半导体超晶格材料在光电子器件中的应用1. 光电二极管：半导体超晶格材料的能带结构和电子输运性质可通过调控晶格常数和材料组分来实现。
这使得半导体超晶格材料在光电二极管中具有优异的性能，如高效率和高速度。
因此，半导体超晶格材料被广泛应用于高速光通信和激光器等领域。
2. 太阳能电池：半导体超晶格材料的晶格失调和应变区域对电子结构和光吸收特性的调控具有重要意义。
通过合理设计半导体超晶格材料的结构和组分，可以实现更高的光电转换效率和更宽的光谱响应范围，从而提高太阳能电池的性能。
3. 光电导体：半导体超晶格材料的能带对称性和输运性质的调控使其成为优秀的光电导体。
半导体超晶格材料在光电导体领域的应用包括光电传感器、光电调制器和光电晶体管等。
四、半导体超晶格材料在能源转换中的应用1. 热电材料：半导体超晶格材料的晶格失调和应变区域对热电性能的调控具有重要意义。
通过设计合适的结构和组分，可以实现更高的热电转换效率，从而将热能转化为电能。
2. 催化剂：半导体超晶格材料的界面和晶格缺陷可提供更多的活性位点，从而提高催化剂的活性和稳定性。
半导体、冷原子、过渡金属硫化物及超导中自旋、谷极化及Bogoliubov准粒子的动力学研究自旋电子学的主要目的是有效地操控固体材料中的自旋(或赝自旋)自由度。
对材料中自旋和电荷的动力学及它们的相互影响的理解对自旋电子学的发展非常重要。
针对这一问题,本论文根据所关心的物理系统分为三个部分。
在第一部分,我们研究半导体及超冷原子中的自旋动力学,其中包括自旋弛豫和自旋扩散。
在第二部分,我们研究单层和双层过渡金属硫属化物中由激子引起的谷极化的动力学,其中包括谷去极化动力学和激子的谷霍尔效应。
最后在第三部分,我们集中研究s-波和(s+p)-波超导体中Bogoliubov准粒子和凝聚体的自旋及电荷动力学。
第一部分,从第1章到第4章,我们集中研究超冷原子以及半导体中的自旋动力学。
在第1章,我们综述了半导体自旋电子学的背景及其在超冷原子自旋动力学中的应用。
我们首先综述了半导体中自旋的产生,自旋的检测,自旋的弛豫以及自旋的扩散。
其中,我们介绍了自旋霍尔效应,主要的自旋弛豫机制(其中包括D’yakonov-Perel’,Elliott-Yafet和Bir-Aronov-Pikus机制)和文献中对自旋扩散的理解(其中包括漂移-扩散模型和非均匀扩展图景)。
然后我们简要地介绍了超冷原子物理的背景,以及最近实现的自旋轨道耦合的超冷原子及其实验进展。
在第2章中,我们发现在超冷的自旋轨道耦合40K费米气中,当塞曼能远比自旋轨道耦合能大时,D’yakonov-Perel’自旋弛豫是反常的。
我们考虑了自旋极化垂直和平行于有效塞曼场的横向和纵向两种构型。
我们发现当自旋极化小时,横向自旋弛豫可分成四个而不是通常的两个区域:正常弱散射区,反常类DP区,反常类EY区和正常强散射区。
当自旋极化大时,我们揭示Hartree-Fock自能,作为有效磁场,能够极为有效地抑制弱散射区中的自旋弛豫。
在InAs(110)量子阱中,当处在Voigt构型下的磁场远比自旋轨道耦合场大时,我们进一步揭示了Hartree-Fock自能对反常D’yakonov-Perel’自旋弛豫的影响。
对于横向构型,我们发现自旋弛豫对Hartree-Fock有效磁场非常敏感。
我们揭示即使非常小的自旋极化(P = 0.1%)也能够显著地影响自旋弛豫的行为。
并且,当体系具有中等自旋极化时,我们发现Hartree-Fock场能够促进而不是抑制横向自旋弛豫。
这些特点与通常情形都很不相同。
在上述构型中我们理解了自旋弛豫的反常之处后,我们期待相同构型中自旋扩散也呈现反常的特点。
在第3章中,我们研究了超冷的自旋轨道耦合40K费米气中稳态的自旋扩散。
我们发现稳态自旋扩散的行为由三个特征长度决定:平均自由程,塞曼振荡长度和自旋轨道耦合振荡长度。
我们解析上揭示并且数值上验证通过调节散射强度,系统可分为五个区域,其中稳态自旋极化在空间演化的行为非常丰富,其对散射强度、塞曼场和自旋轨道耦合强度的依赖关系非常不同。
不同区域中自旋扩散的丰富行为很难用文献中简单的漂移-扩散模型和直接的非均匀扩展图景来进行理解。
然而,几乎所有这些丰富的行为能够用我们提出的修正的漂移-扩散模型和/或修正的非均匀扩展图景来理解。
特别地,我们揭示了自旋扩散的几个反常特点,其与从简单的漂移-扩散模型和直接的非均匀扩展图景所得到的十分不同。
除了研究D’yakonov-Perel’自旋弛豫机制之外,我们也研究了本征锗中的Elliott-Yafet自旋弛豫机制。
在第4章中,我们研究了本征锗中热电子效应对由电学方法注入的电子自旋弛豫的影响,并将其与当时在自旋注入构型下的输运实验[Phys.Rev.Lett.111,257204(2013)]进行了比较。
我们的计算结果与实验结果符合得很好。
我们揭示在低温下,当存在即使很弱的电场时,Elliott-Yafet自旋弛豫能够被显著加快。
这是因为锗中电声相互作用非常弱,从而电场能够在体系中诱导出明显的质心漂移。
这能够解释实验观测和前面理论计算[Phys.Rev.B 86,085202(2012)]之间的分歧:低温时,前面理论计算比实验结果要大约两个量级。
第二部分,从第5章到第8章,我们集中研究单层和双层过渡金属硫属化物MX2(M=Mo,W;X=S,Se)中由于电子-空穴交换相互作用引起的谷去极化动力学及激子的谷霍尔效应。
在第5章中,我们综述了在最近实现的单层和双层MX2中谷动力学的实验和理论进展。
在单层MX2中,我们分别介绍了与自由载流子、激子和荷电激子有关的谷动力学。
特别地,我们综述了最近实现谷极化的产生及探测其弛豫的丰富的实验。
在双层MX2中,我们强调了实验中呈现出的激子动力学的新特点。
我们也介绍了过渡金属硫属化物异质结及其电荷转移动力学。
我们在第6章推导了单层MoS2中的电子-空穴交换相互作用,接着研究了由该交换相互作用引起的谷去极化动力学。
我们发现长程和短程交换相互作用两者都能够引起谷间和谷内发光激子的转变。
但是由于价带大的能量劈裂,谷内发光激子转变通道几乎禁戒。
从而,由于Maialle-Silva-Sham机制[Phys.Rev.B 47,15776(1993)],由交换相互作用提供的谷间通道能够有效地引起谷去极化。
当仅考虑交换相互作用的长程部分时,我们的计算结果与最近的谷极化实验,包括时间分辨的谷极化测量、泵浦-探测实验和稳态的光学荧光极化测量相吻合。
进一步,受最近Zhu等人的光学荧光实验[PNAS 111,11606(2014)]的启发,在第7章中,我们研究了双层WS2中光激发谱和光学荧光去极化动力学。
我们提出了对光学荧光谱的一种不同理解。
考虑到双层WS2中同时存在层内激子和电荷转移激子,我们发现由于空穴的层间跃迁,两者的相互叠加可以构成准分子(excimer)态。
相应地,实验中观察到的四种光学激发分别计算为A-电荷转移激子,A’-excimer,B’-excimer和B-层内激子。
这些态与实验所推测的Γ-谷非直接激子,trion,A-激子和B-激子不同。
我们接着推导了双层WS2中电子-空穴交换相互作用,并且研究了其引起的光学荧光去极化动力学。
反常地,我们发现演化过程中总是存在一个为初始极化一半的剩余光学荧光极化,其持续无穷长的时间并且对初始的能量展宽和动量散射强度非常皮实。
这一大的稳态光学荧光极化意味着光学荧光弛豫时间非常长,从而可能是Zhu等人在双层WS2中所观察到的接近100%、反常大的光学荧光极化的原因。
我们进一步看到在单层和双层MX2中,上述电子-空穴交换相互作用是非常强的,其能够有效地改变激子的能谱。
这样,在第8章中,我们揭示了激子能谱的修正对单层和双层MoS2中谷去极化动力学的影响。
考虑了交换相互作用对激子能谱的修正,我们也能够研究由交换相互作用引起的激子的谷霍尔效应。
对于谷去极化动力学,在单层MoS2中,我们发现在强散射区,通常强散射区中的运动致窄图景不再正确,因为一个新的谷去极化通道被打开。
对于激子的谷霍尔效应,在单层和双层MoS2中,考虑到施加的单轴应变所引起的平衡态的漂移,我们发现交换相互作用能够引起谷/光学荧光霍尔流。
特别地,我们揭示了谷霍尔电导对无序势强度的依赖。
在强散射区,随着无序势强度的增加,谷霍尔电导减少;而在弱散射区,谷霍尔电导饱和为一个常数。
由于不受泡利阻塞效应,这一常数值可以比费米系统中的远大。
第三部分,从第9章到第14章,我们分别在弱和强自旋轨道耦合极限下,研究了超导态半导体量子阱中准粒子和凝聚体的自旋及电荷动力学。
在第9章中,我们介绍了超导金属中的准经典动力学方程,其中包括Gor’kov方程,Eilenberger 方程,Usadel方程和Ginzburg-Landau方程。
所有这些方程都可以用非平衡格林函数方法建立起来。
然后,我们介绍了三态超导电性及其在不同材料系统中的可能实现,其中包括3He超流体及非常规超导体Sr2RuO4,具有界面自旋轨道耦合的常规超导体,非中心反演对称超导体,和常规超导体与铁磁体界面。
在第10章中,我们首先介绍常规超导体中电荷失衡和自旋失衡的概念,以及实验和理论所揭示的电荷失衡及自旋失衡的动力学,包括其产生与弛豫。
然后我们综述了理论和实验对常规超导体中线性及非线性光学响应的研究,其中重点介绍超导体对THz光场的响应,其光子能量在超导能隙附近。
在非线性光学响应中,我们介绍了超导体中Nambu-Goldstone模,Higgs模以及Leggett模的概念及其在光学激发过程中的动力学。
在第11章中,在弱自旋轨道耦合极限下,在近邻于s-波超导体的GaAs(100)量子阱中,我们研究了超流速度可调控的准粒子态下的准粒子自旋弛豫。
我们阐明GaAs(100)量子阱中准粒子态可用超流速度进行调控。
在超流速度驱动的准粒子态中,我们发现准粒子的费米面由两个弧所组成(称为费米弧),其分别由类电子和类空穴分支所贡献。
当费米弧出现后,当超导序参量趋于零时,我们发现D’yakonov-Perel’自旋弛豫是反常的。
这是因为此时支间散射是禁戒的。
当与准电子和准空穴湮灭相关的凝聚过程很慢时,这意味着类电子和类空穴费米弧是独立的。
接着,费米弧的非闭合结构使得由自旋轨道耦合提供的有效磁场的角度平均不为零。
这一非零值可作为一个有效的塞曼场。
即使在强散射区,这一有效塞曼场也能够引起自旋振荡。
另外,在强散射区,我们发现费米弧的非闭合结构也导致自旋弛豫对动量散射的不敏感,这与通常的运动致窄情形非常不同。
我们接着在第12章中运用准粒子近似下规范不变的光学Bloch方程研究弱自旋轨道耦合的s-波超导态量子阱中准粒子和凝聚体对THz光场的响应。
特别地,在Bloch方程中,不仅准粒子动力学的微观描述可以实现,凝聚体动力学的影响也能够包括在内,其中超流速度和有效化学势自然地出现。
我们揭示超流速度自身能够对准粒子泵浦产生贡献(泵浦效应),而其变化率可贡献驱动场从而对准粒子产生驱动(驱动效应)。
我们发现只要驱动出的超导动量比费米动量来得小,以两倍光场频率振荡的Higgs模主要是由驱动效应而不是泵浦效应所激发的。
这与文献中用到的Liouville方程或者Bloch方程所得到的结论非常不同,其中驱动效应对反常关联的影响被忽略而仅仅泵浦效应被考虑了。
更进一步,在规范不变的光学Bloch 方程中,我们基于电荷的两分量模型自恰地考虑了电荷中性条件。
由此,准粒子的电荷失衡能够引起凝聚体有效化学势的涨落。
我们预言在光学过程中,泵浦效应和驱动效应两者都能够诱导准粒子的电荷失衡,从而导致化学势的涨落。
进一步,我们发现即使在由杂质引起的弹性散射下,这一化学势的涨落也会直接提供电荷失衡的弛豫通道。
这与以前文献中的理解非常不同。
以前研究认为在各向同性的s-波超导体中,弹性散射不能够引起任何电荷失衡的弛豫。
