外场中超导结的直流约瑟夫逊电流的计算

外加磁场对超导体/半导体/超导体结的临界电流有一定影响。超导结的临界电流与磁场的曲线非常类似于单色光在单狭缝衍射的夫琅和费图样。该文在未考虑外加磁场的超导体/半导体/超导体结的临界电流的基础上,进一步对外加磁场的情形进行了研究,并对其结果借助M athem atica软件做了进一步的讨论。     

非传统超导体间的约瑟夫森隧道效应

本将用于液氦和Ｓ波超的准离子自洽场方法推广到非传统超导体，处理了有关的边界问题，并研究了非传统超导体间的约瑟夫森隧道效应，给出隧道结临界电流随两侧晶体相对取向改变而变化的定量关系。     

颗粒超导体临界电流密度的尺寸效应

假设颗粒超导体内某点临界电流密度是该处磁场强度平均值的某种函数,计算了其实测临界电流密度与样品尺寸的关系.发现对目前实验中所用的烧结样品,实验测得的 YBaCuo超导体的临界电流密度有显著的尺寸效应.     

超导体／半导体界面处的电子相互作用──JOFET器件和Andreev反射

介绍了低维系统物理与器件研究领域内最近兴起的一个十分引人注目的交叉学科课题：超导体／半导体／超导体双异质结结构中电子在超导体／半导体界面处的相互作用行为，包括超导邻近效应（ｐｒｏｘｉｍｉｔｙｅｆｆｅｃｔ）及Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ场效应晶体管（ＪＯＰＥＴ）的探索研究，此外，还讨论了此领域内一个重要物理问题──Ａｎｄｒｅｅｖ反射。     

超导体/正常金属/半导体/正常金属/超导体结的研究

在约瑟夫逊效应的理论研究中,大体上有微观和宏观两种方法。采用的是宏观的方法。利用推广的Ja-cobson方法,讨论了超导体/正常金属/半导体/正常金属/超导体结的约瑟夫逊效应,并在小电流假设下,推导出了该结的电流密度与位相之间的关系。     

光照对YBa2Cu3Ox的Tc及正常态电阻的影响

近几年对高温氧化物超导体ＹＢＣＯｘ的光照效应的研究，尤其是持久的光照效应的发现表明：高温氧经物超导体的光照效应与传统超导体的不同，对ＹＢＣＯｘ光照以后发现期电阻率下降，ＴＣ有所升高，而且这种状态的弛豫时间不长，可以是十几小时到几十小时。     

拓扑绝缘体/超导体异质结中的近邻效应

拓扑超导体自身具有对量子退相干天然的免疫性以及可编织性,这使得它在现代量子计算领域中受到了越来越多的重视,并且成为了下一代计算技术中最有希望的候选者之一。由于拓扑超导态在固有拓扑超导体中相当罕见,因此,当前大部分实验上的工作主要集中在由 s 波超导体与拓扑绝缘体之间通过近邻效应所诱导的拓扑超导体上。本论文中,我们回顾了基于拓扑绝缘体/超导体异质结的拓扑超导体的研究进展。在理论上,Fu 和 Kane 提出,通过近邻效应将 s 波超导体的能隙引入到拓扑绝缘体,可以诱导出拓扑超导电性。在实验上,我们也回顾了一些不同体系中的拓扑超导近邻效应的研究进展。文章的第一部分,我们介绍了一些异质结,包括：三维拓扑绝缘体 Bi2Se3和 Bi2Se3 与 s 波超导体NbSe2 以及 d 波超导体 Bi2Sr2CaCu2O8+δ 的异质结,拓扑绝缘体 Sn1−xPbxTe 与 Pb 的异质结,二维拓扑绝缘体 WTe2 与NbSe2 的异质结。此外,还介绍了 TiBiSe2 在 Pb 上的拓扑绝缘近邻效应。另一部分中,我们对基于拓扑绝缘体的约瑟夫森结进行了回顾,包括著名的基于 Fu-Kane 体系的拓扑绝缘体约瑟夫森结,以及基于约瑟夫森结的超导量子干涉器件。     

“111”铁基超导体系的发现及压力效应研究

2008年发现的铁基超导体引发了全球超导研究的热潮。在本研究小组发现的铁基“111”体系的基础上,重点介绍“111”体系铁基超导体的压力效应,包括:“111”体系的3个组元LiFeAs、LiFeP、NaFeAs的超导转变随压力的演化;运用压力调控,获得“111”体系的最高超导转变温度;结合同步辐射技术,发现压力调控的“111”型铁基超导体的等结构演化以及对超导起关键作用的As-Fe-As键长和键角与超导转变温度的关联。     

一种基于迈斯纳效应的超导电机的驱动力的计算

超导体的迈斯纳效应是超导体的特有的性质之一,超导驱动的电机正是利用超导体的这个性质而设计的一种新型电机,由于驱动原理与传统的电机有很大的不同,这种电机的驱动力的计算一直是这种超导电机设计中要解决的主要问题,针对一种结构的电机,利用理论分析和数值计算的方法计算了一种基于超导体迈斯纳效应的超导电机驱动力的大小,为这种电机的设计提供了主要依据。     

重费米子超导体UPd2Al3与常规超导体Nb之间波函数的量子相干效应

超导体的电子波函数对称性一直是引人注目的重要问题。本研究了波函数为Ｐ态或ｄ态的“高温”重费米子超导体ＵＰｄ２Ａｌ３（Ｔｃ￣２Ｋ）与Ｓ态的常规超导体Ｎｂ之间的量子相干效应。精确测量表明，在一个包括由上述两种超导体组成的Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ结的超导环中，有持续电流产生，且环中磁通是量子化的，每一个磁通量大小为（０．９９±０．０３）ｈ／２ｅ，明确无误的表明这一复合系统中两种对称性不同的波函数位相相干。此     

低维超导材料中的量子振荡现象

低维超导材料由于具有尺度接近量子临界尺寸的优势,能够观测到显著的超导量子振荡效应,因此成为研究超导量子振荡效应的优异平台.由于这些量子振荡效应的周期、振幅、相位与磁通涡旋的量子化及运动方式、超导电子的配对机制、特定外部条件下超导体中的涨落和激发现象密切相关,并且它们还能直观地反映超导材料的几何结构对其超导物性的影响,因此对低维超导体中振荡效应的研究直接反映了超导体的本质规律,成为研究材料超导机制的一种重要手段,有着深邃的物理内涵和丰富的研究价值.本文将探讨三类能够在低维超导材料中观测到的典型超导量子振荡效应:利特尔-帕克斯效应、磁通涡旋运动导致的振荡效应和韦伯阻塞效应,从研究手段、理论预期、实验现象以及实验结果诸方面综述其中所揭示的深刻物理规律,并展望低维超导体的量子振荡效应在量子计算、器件物理和低温物理等领域的应用价值.     

低温/高温复合超导磁体的研究进展

低温/高温复合超导体的研究是当前超导领域比较新的一个课题,文章介绍了低温/高温复合超导体的结构以及加工工艺,并结合相关数值模拟和实验结果对复合超导体电流分布、热传导性质、理论机理和稳定性研究等相关问题进行了讨论与探索。     

铁基和镍基氧磷族化合物超导体研究

本文介绍了铁基超导体发展的重要进展,对铁基超导体的结构进行了分类与总结,通过最新的实验数据对铁基超导体中结构相变和自旋密度波与超导电性之间的关系进行了系统的分析与总结,并结合我们的实验结果与镍基超导体进行了对比,最后对铁基超导体的发展做一些展望.     

自旋与轨道耦合效应影响下的p波超导体的直流Josephson电流

在Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程的基础上,研究了考虑自旋与轨道耦合效应下s波超导体/绝缘层/p波超导体结的直流Josephson效应.研究表明:p波超导体结的直流Josephson电流与温度、结的相位差的关系强烈地依赖于p波超导体的配对势形式,结界面的自旋与轨道耦合散射对s/I/p波的结直流Josephson电流有抑制作用也有增强作用.     

理想Ⅱ类超导体在Hc1相变曲线上的体积效应

本文以理想Ⅱ类超导磁化曲线方程为基础,应用典型热力学方法对理想Ⅱ类超导体在Hc1相变曲线上的体积效应进行讨论。经过热力学唯象理讨论,揭示了理想Ⅱ类超导体在Hc1相变曲线上的相变体积效应的二级相变特性。     

低温／高温复合超导体的热稳定性的数值模拟研究

本文提出了一种高温超导体与低温超导体直接复合成混杂结构的复合超导体的导体模型.针对NbTi/Bi2223复合超导体的热稳定性进行了初步的理论模拟研究,结果表明低温/高温复合超导体的最小失超能远大于低温超导体,失超传播速度介于纯低温超导体和高温超导体之间,对于超导磁体的热稳定和保护具有重要参考价值.     

高压下的铁基超导体:现象与物理

始于2008年的铁基超导体研究续写了高温超导发展史的新篇章.回顾过去十年对铁基超导体的研究,在理论、实验及应用方面都取得了辉煌的成绩,丰富了人们对高温超导电性的认识,为突破高温超导机理研究、最终实现超导材料的人工设计与更广泛的应用奠定了坚实的基础.本文主要介绍了通过高压实验研究手段在铁基超导体的研究中取得的一些重要进展及呈现出的新现象和新物理,例如压致超导现象、压力导致的超导再进入现象、压力对超导转变温度的提升效应、压力研究对铁基超导体超导转变温度的预测、相分离结构对超导电性的影响及反铁磁-超导双临界点的发现等.希望这些高压研究结果与本文报道的其他各类实验与理论研究成果一起,为全面、深入地理解铁基超导体勾画出一幅较为完整的物理图像.     

超导线的表面区域处理提高其磁场下的输运能力

对超导体在外磁场中的特性进行了归纳,外磁场在超导体中有磁场穿透深度限制,超导体表面有超导壁垒效应和表面钉扎作用,造成了外磁场在超导线表层密度最大而芯部没有磁通穿过.表面钉扎和壁垒效应存在的竞争主要集中在表面刺入超导体的柱形空穴.为了提高超导线在外电场中的输运能力,在制备上常用提高钉扎性能,而这也有阻碍电流的作用,对超导线芯部区域没有提高钉扎作用的必要,反而因为它有害于电流传输.根据这些理论尝试设计出多层结构的超导线,内芯是致密的净超导体晶体结构,外面是与磁场穿透深度厚度相同的一层掺杂、取代等作用提高钉扎性能的外场渗透层,在超导材料表面与包套材料之间是纳米修饰或者其他手段提高表面钉扎能力的连接层,减少连接层的垂直超导线的柱形纳米空穴可提高壁垒效应.这种结构因为减少了常规制备中不考虑内部没有磁通而仍然有钉扎处理材料对载流子的散射作用,这种结构使超导线的输运能力得到了一定提高.     

在人工拓扑超导体磁通涡旋中寻找Majorana零能模

寻找具有拓扑序的新物质态是目前一个非常活跃和令人激动的研究领域.与拓扑绝缘体类似,在超导体中也存在着拓扑非平庸的超导态,它与传统的超导体在拓扑性上是不等价的,这种具有非平庸拓扑序的超导体被称为拓扑超导体.拓扑超导体在体内具有非零的超导能隙,而在表面有无能隙的表面态.理论预言在拓扑超导体中能够实现具有非Abelian统计特性的Majorana费米子. Majorana费米子可以用来构建拓扑量子比特,在拓扑量子计算方面有重大的科研和应用前景.拓扑绝缘体的出现催生出了许多人工拓扑超导体材料.本专题将主要介绍在拓扑绝缘体/超导体异质结中探测Majorana费米子的一系列实验工作.通过对拓扑超导体的研究,人们对超导电性有了全新的认识,有可能找到实现Majorana费米子新奇量子物理性质的方法.     

Meissner效应与磁悬浮

根据Ｍｅｉｓｓｎｅｒ效应，利用电动力学中的镜像法分析超导体与磁体间的相互排斥作用，并由此计算了小磁体的磁悬浮高度。