磁性超導(dǎo)的特性與磁性超導(dǎo)結(jié)中的約瑟夫森電流.pdf

1、近來(lái)，實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)的一些新型磁性超導(dǎo)材料，如UGe<,2>，ZrZn<,2>，uRhG<,e>和CeCoIn<,5>等，使有關(guān)鐵磁性與超導(dǎo)性共存的研究備受人們關(guān)注。由于這些材料蘊(yùn)含著豐富的物理內(nèi)容，具有廣闊的潛在應(yīng)用前景，而成為目前凝聚態(tài)物理研究中的非?；钴S的研究課題之一。本文通過(guò)研究s波超導(dǎo)與d波超導(dǎo)的塞曼效應(yīng)，討論了鐵磁性與超導(dǎo)性共存的條件；此外，還研究了鐵磁性超導(dǎo)隧道結(jié)中的約瑟夫森效應(yīng)。其主要工作與結(jié)果如下： 簡(jiǎn)要地介紹論文

2、中所涉及的物理概念。包括超導(dǎo)結(jié)中Andreev反射，正常金屬/超導(dǎo)結(jié)中的Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理論，超導(dǎo)結(jié)中的約瑟夫森電流，以及高T<,c>氧化物超導(dǎo)體的配對(duì)勢(shì)等。 通過(guò)在s波與d波超導(dǎo)體中外加磁場(chǎng)，應(yīng)用平均場(chǎng)近似，研究了超導(dǎo)能隙與磁交換能的自恰能隙方程，計(jì)算了磁性超導(dǎo)態(tài)與正常態(tài)的熱力學(xué)勢(shì)的差值，討論鐵磁與超導(dǎo)共存的條件。研究表明：1．對(duì)于s波超導(dǎo)體，在塞曼能量‰<0.707△<,00>時(shí)(△

3、<,00>為T=0，h<,0>=0下的超導(dǎo)能隙最大幅值)，存在質(zhì)心動(dòng)量為零的庫(kù)柏對(duì)；當(dāng)0.707△<,00><0.754△<,00>時(shí)，有質(zhì)心動(dòng)量不為零的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnkov(FFLO)態(tài)；當(dāng)h<,0>>0.754△<,00>時(shí)，其超導(dǎo)態(tài)將消失，過(guò)度為鐵磁態(tài)。 2．對(duì)于d波超導(dǎo)體，當(dāng)h<,0><0.56△<,00>時(shí)，有質(zhì)心動(dòng)量為零的庫(kù)柏對(duì)；當(dāng)0.56△<,00>

4、<1.06△<,00>時(shí)，有質(zhì)心動(dòng)量不為零的FFLO態(tài)；而當(dāng)h<,0>>1.06△<,00>時(shí)，將會(huì)變?yōu)檎B(tài)。 此外，我們還運(yùn)用了推廣的Furusaki-Tsukada，(FT)方法研究磁性s波超導(dǎo)體/絕緣體/磁性d超導(dǎo)結(jié)(Fs/I/Fd)中的約瑟夫森效應(yīng)，推導(dǎo)出平行和反平行于磁化的兩個(gè)超導(dǎo)電極方向的約瑟夫森電流的解析表達(dá)式，討論約瑟夫森電流隨溫度、磁交換能、絕緣層勢(shì)壘強(qiáng)度、及兩邊超導(dǎo)相位差的變化關(guān)系。研究表明系統(tǒng)中的約瑟夫森