Nonlocal optical response of a layered high-temperature superconductor slab

Анотація

Теоретично вивчено вплив просторової дисперсії на оптичний відгук шаруватої високотемпературної надпровідної пластини. Нелокальність анізотропного шаруватого надпровідника обумовлена залежністю від хвильового вектора середньої величини тензора діелектричної проникності та призводить до генерації додаткових електромагнітних мод, частота яких перевищує характерну джозефсонівську плазмову частоту, що відповідає терагерцовому діапазону. Обчислено р-поляризаційні оптичні спектри в надпровідній пластині Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ (Bi2212), які вказують на наявність дуже вузьких резонансів, пов’язаних з квантуванням хвильових векторів як довгохвильових електромагнітних мод, що мають від’ємну дисперсію, так і короткохвильових додаткових (нелокальних) мод з позитивною дисперсією. Вивчено частотну залежність та залежність форми резонансів від параметра нелокальності, товщини пластини, крім того, проаналізовано поведінку різних складових в провідності квазічастинок. Встановлено, що квантовані довгохвильові моди з від’ємною дисперсією, які можуть спостерігатися в пластинах відносно великої товщини, породжують виражені резонанси в р-поляризаційному спектрі відбитих хвиль. З іншого боку, резонанси, пов’язані з додатковими квантовими електромагнітними модами, слабко виражені, але можуть бути чітко визначені в разі, коли товщина надпровідної пластини не перевищує найменшу магнітну довжину проникнення.