銅氧化物高溫超導(dǎo)體中Bi2Sr2CaCu2O8+δ單晶磁通動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、本論文主要通過(guò)“磁通變壓器”安排,測(cè)量了Bi2Sr2CaCu2O8+δ和La1.93Sr0.07-CuO4+δ單晶中的輸運(yùn)性質(zhì),通過(guò)詳細(xì)的研究,得到了一些非常有意義的結(jié)果。
　　第一章綜述了高溫超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展概況,指出了過(guò)低的臨界電流密度成為制約銅氧高溫超導(dǎo)體強(qiáng)電應(yīng)用的主要障礙。而提高臨界電流的前提是必須先了解和掌握磁通渦旋在高溫超導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。因此,我們把目光投向了對(duì)高溫超導(dǎo)體磁通動(dòng)力學(xué)的研究,給出了磁通動(dòng)力學(xué)的基本概念和

2、方程,介紹了磁通渦旋液態(tài)、磁通蠕動(dòng)、集體釘扎理論和基本公式。
　　第二章介紹了普遍存在高溫超導(dǎo)體中的一個(gè)重要現(xiàn)象——臨界電流峰效應(yīng)和它的產(chǎn)生機(jī)制。對(duì)于YBa2Cu3O7-δ和2H-NbSe2單晶,臨界電流峰效應(yīng)出現(xiàn)的機(jī)制基本時(shí)一致的,即臨界電流曲線上峰的出現(xiàn)是由于在渦旋固態(tài)相中,渦旋格子由彈性流動(dòng)到塑性流動(dòng)的變化引起的。而在Bi2Sr2CaCu2O8+δ單晶中,臨界電流峰效應(yīng)出現(xiàn)的機(jī)制卻是由于電流密度jab沿c軸分布存在非常的梯度

3、djab/dz,渦旋在剪切力的作用下在不同Cu-0面之間出現(xiàn)相滑移,從而產(chǎn)生了臨界電流峰效應(yīng),這和和前面兩者有很大的差異。由此,我們可以看出在Bi2Sr2CaCu2O8+δ單晶中的磁通渦旋運(yùn)動(dòng)規(guī)律和其他的第二類高溫超導(dǎo)體有著很明顯的不同。
　　第三章主要通過(guò)測(cè)量Bi2Sr2CaCu2O8+δ單晶的輸運(yùn)性質(zhì),研究其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變機(jī)制。我們采用了新奇的“磁通變壓器”和傳統(tǒng)的“磁通變壓器”的實(shí)驗(yàn)安排,測(cè)量在不同磁場(chǎng)下的Bi2Sr2CaCu2O

4、8+δ單晶輸運(yùn)性質(zhì)。我們第一次觀察到,在新奇的磁通變壓器安排下,在磁場(chǎng)H‖c當(dāng)中,一個(gè)“平臺(tái)”在超導(dǎo)轉(zhuǎn)變過(guò)程出現(xiàn)。我們提出了電阻恢復(fù)機(jī)制模型。在磁場(chǎng)H‖c時(shí),電阻的產(chǎn)生是由餅渦旋的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)引起的;在H⊥c下,電阻的產(chǎn)生是由Josephson渦旋運(yùn)動(dòng)引起。并根據(jù)此模型進(jìn)行了相應(yīng)的理論計(jì)算,理論擬合曲線和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合的非常好。
　　第四章我們主要通過(guò)在Bi2Sr2CaCu2O8+δ和La1.93Sr0.07-CuO4+δ單晶上的“磁通

5、變壓器”安排，測(cè)量了它們的輸運(yùn)性質(zhì)，比較了它們之間不同的超導(dǎo)機(jī)制。對(duì)Bi2Sr2CaCu2O8+δ單晶，餅渦旋或者Josephson渦旋的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了電阻的產(chǎn)生。而La1.93Sr0.07-CuO4+δ單晶是由強(qiáng)弱有序排列的超導(dǎo)層組成的，它的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變類似于常規(guī)第二類超導(dǎo)體。當(dāng)磁場(chǎng)還不足以破壞其中的弱連接時(shí)，正常-超導(dǎo)轉(zhuǎn)變過(guò)程已經(jīng)完成了，Josephson渦旋的運(yùn)動(dòng)被歸結(jié)到Hc2轉(zhuǎn)變過(guò)程中。
　　第五章我們對(duì)R. Busch等人在Ph