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Quantized bound states around a vortex in anisotropic superconductors

Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2024年第6期67卷 146-155页

作者： Ke Xiang Da Wang Qiang-Hua Wang National Laboratory of Solid State Microstructures&School of Physics Nanjing UniversityNanjing 210093China Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures Nanjing 210093China

The bound states around a vortex in anisotropic superconductors is a longstanding yet important *** this work,we develop a variational theory on the basis of the Andreev approximation to obtain the energy levels and wave functions of the low-energy quantized bound states in superconductors with anisotropic pairing on arbitrary Fermi *** the case of circular Fermi surface,the effective Schr¨odinger equation yielding the bound state energies gets back to the theory proposed by Volovik and Kopnin many years *** generalization here enables us to prove the equidistant energy spectrum inside a vortex in a broader class of *** importantly,we are now able to obtain the wave functions of these bound states by projecting the quasiclassical wave function on the eigenmodes of the effective Schr¨odinger equation,going beyond the quasiclassical Eilenberger results,which,as we find,are sensitive to the scattering *** the case of isotropic Fermi surface,the spatial profile of the low-energy local density of states is dominated near the vortex center and elongates along the gap antinode directions,in addition to the ubiquitous Friedel oscillation arising from the quantum inteference neglected in the Eilenberger ***,as a consequence of the pairing anisotropy,the quantized wave functions develop a peculiar distribution of winding number,which reduces stepwise towards the vortex *** work provides a flexible way to study the vortex bound states in the future.

关键词： vortex bound state anisotropic superconductor Andreev approximation

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