电流磁场作用下YBCO颗粒膜的非平衡微波响应

文中从二维 Josephson弱连接网络模型出发 ,讨论了二维超导体系的磁通“涡流 -反涡流”束缚对的激发问题 ,并进一步讨论了涡旋在电流、磁场作用下的激发问题 ,给出了自由涡旋的密度分布 n(I,H ,T)随温度的分布图 ,对比高温超导体的非平稳微波响应曲线图 ,发现两者具有相似的分布特征。该结果表明 ,高温超导体的非平稳微波响应与磁通“涡旋 -反涡旋”束缚对的激发有关。     

磁场下高温超导YBCO颗粒膜的非平衡微波响应

应用二维约瑟夫逊弱连接网络模型 ,讨论了磁场引起的二维超导体系中磁通“涡旋反涡旋”束缚对的激发问题 ,给出了自由涡旋分布 n( T,H )的分析表达式 ,对比 YBCO颗粒膜样品的非平衡微波响应测量数据发现 :两者具有相似的分布特征。该结果表明 ,高温超导颗粒膜的非平衡微波响应机制与磁通“涡旋反涡旋”束缚对的激发态可能存在某种内在联系。     

磁场下高温超导YBCO颗粒膜的非平衡微波响应

本文应用二维约瑟夫森弱连接网络模型,讨论了磁场经起的二维超导体系中磁通“涡旋－反涡施“束缚对的激发问题,给出了自由涡旋分布n（T,H）的分析表达式,对比YBCO颗粒膜样品的非平衡微波响应,测量数据发：两者具有相似的分布特征。该结果表明,高温超导颗粒膜的非平衡微波响应机制与磁通“涡旋－反涡旋”束缚对的激发态可能存在某种内在联系。     

YBCO颗粒膜的非平衡微波响应与Koterlitz-Thouless相变

报道了Yba₂Cu₃O_7-δ(YBCO)颗粒膜的微波辐射(λ＝8mm)响应的特征.实验结果表明：YBCO颗粒膜的微波响应行为不能用辐射热效应来描述,而应当属于非平衡响应行为.在超导转变温度T_∞以下温区,非平衡微波响应信号电平随样品电阻R趋于零而消失,并且对弱的外磁场十分灵敏.在对样品的直流I-V特性进行了仔细测量后发现,样品的电输运行为具有准二维结构特征,可以用Kosterlitz-Thouless(K-T)相变模型加以描述.在此基础上,分析结果表明:YBCO颗粒膜中的非平衡微波响应机制可能与磁通“涡旋-反涡旋”束缚对的激发态有关. 关键词：     

无序二维约瑟夫森结阵列中磁场引起的涡旋玻璃态相变

采用电阻阻错结的无序二维约瑟夫森结阵列模型,数值研究超导薄膜中垂直磁场引起的涡旋运动.通过分析磁场激发产生的涡旋度Ne及低频电压噪声S₀的变化特性,得到如下结论：在无序超导体中固定温度不变,随着磁场的减弱涡旋液态经过准有序的布拉格相,涡旋玻璃相重新进入到低磁场下的钉扎稀磁液相. 由于在涡旋玻璃相中,电流驱动下的噪声值表现出一个峰,表明系统处于无序与有序相互竞争的亚稳态,并且临界电流应有峰值效应. 计算得到噪声值的变化与Okuma等得到的无序超导Mo_xSi_1-x膜实验现象一致,并能解释磁场降低引起的重新进入钉扎的稀磁液相行为. 关键词： 约瑟夫森结阵列 磁通玻璃 重新进入 峰值效应     

LaAlO3/SrTiO3异质界面磁场调控的反常金属态

自LaAlO₃/SrTiO₃异质界面发现高迁移率的二维电子气以来,其二维超导电性、界面磁性和自旋轨道耦合等诸多物理性质已经被广泛研究.对于二维超导体,零温下超导-反常金属相变的起源仍然是一个悬而未决的问题.传统理论认为在超导-绝缘量子相变中只存在2种基态,即库珀对的超导基态和绝缘基态.然而在研究超导颗粒膜中超导电性的演化与厚度和温度的关系时发现,存在一个中间金属态破坏了超导体和绝缘体之间的直接过渡.这种中间金属态的标志性特征是,在超导转变温度之下存在饱和的剩余电阻,与之对应的基态称作反常金属态.本文主要对在LaAlO₃/SrTiO₃(001)异质界面磁场诱导的超导-反常金属量子相变进行了系统的研究.在没有外加磁场的情况下,电阻-温度(R-T)曲线和电流-电压(I-V)特性曲线表明样品在超导转变温度之下处于超导态.外加磁场会导致样品在低温下出现饱和电阻、正的巨磁阻和低电流范围内的线性I-V曲线.另外,霍尔电阻在一定的磁场之下会出现零电阻平台,而此时纵向电阻不为零,表现出明显的玻色金属态的特征.研究结果...     

MgB2颗粒超导体临界电流的温度特性研究

通过制备MgB2/MgO超导复合材料,获得了典型的MgB2弱连接颗粒超导体,并测量了该样品在不同温度下的Ⅰ-Ⅴ特性曲线.在Ⅰ-Ⅴ曲线中,我们发现:当电流超过临界电流时,电压随着电流先是缓慢的增长,在电流升到一定值时,电压有一个很陡的突变.我们对这一变化进行了研究,认为这是由于MgO杂质使MgB2的晶界效应增强所引起的.该样品的临界电流和温度的关系满足:jc(T)∝(1-T/Tc)1/3,利用三维Josephson结网络系统的渗流模型进行计算发现,当颗粒超导系统处于非均匀状态时,临界电流和温度满足关系式jc(T)∝(1-T/Tc)4/3,这一结果和我们的实验符合的非常好.     

高温超导体磁通动力学和混合态相图(Ⅰ)

文章简要介绍了高温超导体磁通动力学和混合态物理在过去十余年的发展。高温超导体由于其自身的一些特点，使得它与常规超导体相比较拥有极其丰富的相图，磁通动力学也表现出了非常丰富的研究内容，很多新的概念被提出，新的现象被观察到。比如说涡旋玻璃态，集体钉扎和蠕动，磁通格子的一级和二级熔化相变，布拉格玻璃，峰值效应，二维涡旋饼态，Josephson磁通运动等等，均是在高温超导体发现之后提出来的新的概念或新发现的现象。有些研究结果目前尚无定论，如关于涡旋玻璃态存在与否的争论至今仍然在进行，但是这些研究内容无疑会大大促进超导物理的发展。高温超导体磁通动力学纷繁复杂的研究内容可以归结为三个相互关联的数字：Ginzburg数（T/He^2εξ^3）^2／2，量子电阻Qu=（e^2／h）（ρn/／εξ），和临界电流的比值jc/jo,这里ξ是相干长度，Hc是热力学临界磁场，ε是有效质量的各向异性度,ρn是正常态电阻率，jc是零温临界电流，jo是拆对临界电流。对于高温超导体前两个数值（Ginzburg数和量子电阻）很大，而临界电流比值较小，因此导致有强的热涨落和量子涨落，以及很强的磁通运动行为（对应小的实测临界电流）。磁通动力学的研究从更深层次影响超导体的临界电流问题和强电应用的发展，最后简要地介绍了这方面的情况。     

欠掺杂高温超导体中的涡旋电荷结构相变

利用平均场t-t′-U-V-V_c模型,通过自洽求解Bogoliubov-de Gennes方程,研究了高温超导体中涡旋结构的相变.发现增大原位排斥势U,自旋密度波、电荷密度波以及d波序参量由棋盘结构转变为条纹结构.模型哈密顿量中引入合适强度的长程库仑势后,欠掺杂高温超导体样品中也可以出现二维或者棋盘结构,结果与文献报道的扫描隧道显微镜实验结果一致. 关键词： 高温超导 涡旋结构 长程库仑势     

铁基超导体FeSe0.5Te0.5表面隧道谱的研究

用扫描隧道显微镜/谱仪仔细研究了铁基超导单晶FeSe_0.5Te_0.5样品的表面形貌和隧道谱, 测量到了清晰的表面原子形貌和在空间比较稳定的隧道谱结构．在样品中测量的隧道谱零能态密度比较高, 说明样品里面有比较强的非弹性准粒子散射. 在正能5 mV附近有个较大的背景鼓包, 这一背景在很高温度也未消失. 空间中Se和Te集中的位置会带来高能背景的变化, 超导能隙附近谱的形状大致相同. 较强的非弹性准粒子散射破坏了超导的准粒子散射, 因此没有在二维微分电导图中发现超导准粒子相干散射的特征亮斑.     

Nanosize patterns as reference structures for macroscopic transport properties and vortex phases in YBCO films

This paper reports on the striking correlation between nanosize mosaic domain walls in YBCO films and 1D rows of parallel Josephson junctions, determining the J _c vs.B curves. From X-ray data analysis, it results that the average “hidden" domain wall, faceted at a nanometric scale, is almost mimicking the Josephson Junction (JJ) 1D array. The assumption that the JJs and the domain-wall arrays are coincident, enables to find out the particular scaling field, making the J _c vs.B curves independent of temperature. This scaling field can be interpreted in terms of the Josephson nature of the transport current across these particular patterns in the intermediate temperature range. By means of our model it is also possible to calculate two asymptotic behaviors of the pinning force as a function of field, for low and high fields, respectively. These behaviors are punctually repeated by the experimental results in the same asymptotic limit, so that two corresponding vortex regimes are clearly pointed out. All results can be interpreted by concluding that in the intermediate temperature range, the strong pinning observed in high quality YBCO films is due to the Josephson Junctions average patterns. These patterns are the counterpart related to the transport mechanisms of “hidden" structural nano-domains. Received 16 October 2000 and Received in final form 28 November 2000     

Growth and conductivity of calcium cuprate films

Crystal and transport properties of epitaxial CaCuO₂ (CCO) films are studied for samples grown on (110)NdGaO₃, (001)SrTiO₃, and (001)LaAlO₃ substrates using the laser ablation technique. The resistivity is found to be dependent on the crystal quality of the films. The conductivity type varies depending on the doping. For lightly doped films with a resistance higher than 0.1 Ω cm, 3D hopping conductivity is observed. For low-resistance CCO films doped with Sr, a power law temperature dependence is found, which is inconsistent with the hopping conductivity. The influence of substrate tilting on the subsequent growth of CaCuO₂ films is studied. YBCO/CCO heterostructures preserve high critical temperatures and small widths of superconducting transitions, which is of special importance for growing Josephson heterostructures for superconducting electronics.     

MgO衬底上YBa2Cu3O7-δ台阶边沿型约瑟夫森结的制备及特性

MgO衬底上的YBa2Cu3O7-δ(YBCO)台阶边沿型约瑟夫森结(台阶结)在高灵敏度高温超导量子干涉器(superconducting quantum interference device,SQUID)等超导器件研制方面具有重要的应用价值和前景.本文对此类YBCO台阶结的制备和特性进行了研究.首先利用离子束刻蚀技术和两步刻蚀法在MgO(100)衬底上制备陡度合适、边沿整齐的台阶,然后利用脉冲激光沉积法在衬底上生长YBCO超导薄膜,进而利用紫外光刻制备出YBCO台阶结.在结样品的电阻-温度转变曲线中,观测到低于超导转变温度时的电阻拖尾现象,与约瑟夫森结的热激活相位滑移理论一致.伏安特性曲线测量表明结的行为符合电阻分路结模型,在超导转变温度TC附近结的约瑟夫森临界电流密度TC随温度T呈现出(TC-T)^2的变化规律,77 K时JC值为1.4×10^5 A/cm^2.利用制备的台阶结,初步制备了YBCO射频高温超导SQUID,器件测试观察到良好的三角波电压调制曲线,温度77 K、频率1 kHz时的磁通噪声为250μΦ0/Hz^1/2.本文结果为进一步利用MgO衬底YBCO台阶结研制高性能的高温超导SQUID等超导器件奠定了基础.     

双成分模型及YBCO/Pb结沿c轴的Josephson效应

根据巡游载流子与具有负U关联的近局域载流子相杂化的双成分模型研究了YBCO/Pb结沿c轴的Josephson效应．在此模型中巡游载流子具有s波对称性，能隙较小．近局域载流子具有d波超导电性，其临界温度决定体系的转变温度，沿c轴的Josephson电流I_c主要由s波贡献．由计算得到的s波能隙大小及其相应的临界温度较好地解释了实验观测到的零温隧穿电流与结电阻之积I_c（O）R_N以及I_c随温度的变化．此外，该模型还能解释在施加 关键词：     

Tuning the absorption band in the THz range of YBCO films patterned by means of HEHI lithography

High energy heavy ion lithography was used for modulating through implanted nanostructures the local structural and electrical properties of high temperature superconducting YBa₂Cu₃O₇ films. The controlled reduction of the critical temperature of irradiated films results in a localization into heavy ion patterned micro-regions of the electrical dissipation, viable in a given temperature range and driven by ion fluence, bias current and applied magnetic field. The measurement of the response of such nanostructured YBCO films to electromagnetic radiation in the infrared band (MIR–FIR region) is presented. It turns out that the ion induced structural modification of both superconducting film and substrate is actually enabling the infrared optical absorption of YBCO, so that the viability of low noise THz detection above the liquid nitrogen temperature is shown.     

Optical Response of Granular YBCO Weak Link

1.IntroductionRecently,thcrehasbecnintcrcstinthephot0resp0nse0fhigh-7'.oxidcsuperconductingfilms,espcciallywithregardtdthedctailsofthephysics0ftheph0toresponse['~'J.Fr0mtheviewpointoftheapplicationinthesuperconductingclectr0nics,thecharacteristicsofphotore-sponcse0fJosephsonjuncti0nfabricated\viththcsehigh-T.0xidcsupercondictorsandthepho-toinducedn0ncquilibriumproPerties0fthesematerialsmustbecxaminedandeva1uatcdforthedeve1opmcntofnQveIsL1pcrc0n(luctingdcviccsandJ0scphsoncbnjuncti0n.Itisf0un…     

对靶溅射技术制备的La2/3Ca1/3MnO3/YBa2Cu4O8/La2/3Ca1/3MnO3薄膜中Tc的降低

本文用对靶溅射技术制备了La2/3Ca1/3MnO3/YBa2Cu4O8/La2/3Ca1/3MnO3薄膜.与YBCO单层薄膜相比,由于超导/铁磁系统中的磁性邻近效应,三层薄膜表现出较低的超导转变温度.薄膜的R～T测量曲线显示出超磁阻(CMR)效应和超导转变,预示着超导和铁磁特性共存于LCMO/YBCO/LCMO三文治结构.