高温超导Josephson阵列体系中的磁通涡旋势能分布

本从二维Josephson弱连接网络模型出发,讨论了单个磁通涡旋的势能分布,并利用数值分析,得出势能分布表达式,其分布呈余弦曲线,在此基础上,进一步研究了外磁场下的磁通涡旋势能分布,从分布图可以看出,在磁场作用下,势能增加,并随着最小网格单元内的磁通量子数f的不同,能量变化也不一样,但也呈现周期性。     

YBCO高温超导体Josephson阵列体系的I-V特性研究

从磁通运动图象出发,推导了YBa2Cu3O7-δ（YBCO）颗粒膜的I－V特性关系式,并从实验上加以验证,结果表明：在T＜TK时,I－V表现出很强的非线性,样品主要是非欧姆损耗;在T＞TKT时,I－V呈线性关系,样品以欧姆损耗为主;而在T＝TKT时,I－V将出现突变,这跟K－T相变模型所描述的一致。     

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。     

高温超导混合配对态与磁通涡旋格子

建立在对基于Gor’kov方法而导出的微观GinzburgLandau方程的分析揭示了高温超导体YBa2Cu3O7配对态对称性和磁通涡旋格子结构.分析指出,存在一个格子转变温度T,当温度高于T时,超导基态显示dx2-y2波对称性特征;低于该温度s波沟道幅值成为可观的量级;超导基态为混合s-dx2-y2态.对应单分量波函数磁通涡旋格子为三角的结构;而稳定的斜格子反映出混合波特征.s与d沟道间耦合约束了磁场下dx2-x2波对称性自由度,而对高温超导反常输运行为如上临界磁场温度曲线上翘现象所负责关键词：高温超导GinzburgLandau理论磁通涡旋     

非平衡辐射响应与准二维高温超导体系的磁通涡旋激发

从实验上揭示了高温超导体YBa₂Cu₃O_{7-δ(YBCO)颗粒膜具有准二维结构的输运特征以及超导弱连接行为特征.在此基础上,将超导颗粒膜样品等效为准二维Josephson弱连接阵列系统,讨论了电流引起的二维超导体系中磁通“涡旋-反涡旋”束缚对的拆对激发问题,并给出了自由涡旋分布n(T,I)的分析表达式.将颗粒膜样品的非平衡辐射响应测量结果与电流激发自由涡旋分布n(T,I)相比较,两者具有相似的分布特征.该结果表明,高温超导体颗粒膜关键词：}     

向列型三态超导体中的磁通涡旋态（英文）

在掺杂拓扑绝缘体Cu_xBi₂Se₃中,向列型三态超导电性的发现引发了人们对指认三态超导中d-矢量的兴趣,它与能隙函数的反节点方向有关,并且决定了该超导体是否为拓扑。我们对向列型自旋三态p_x波超导体的涡旋态性质进行了自洽分析。我们首先推导了Ginzburg-Landau理论来确定涡旋和涡旋晶格的形状。我们发现孤立涡旋的空间轮廓沿着反节点方向拉长,涡旋晶格是一个沿x方向拉长的形变了的三角晶格,在圆形费米面的特定情况下会变成正方形。最后,我们使用微观的Bogoliubov-de Gennes方程自洽计算了孤立涡旋和涡旋晶格的局域态密度。我们发现在隙间低能量下,局域态密度的轮廓始终沿着反节点方向拉长。我们的发现对于实验上探测向列型三态超导体中能隙函数的反节点方向以及进而确定超导态的拓扑性质(如在Cu_xBi₂Se₃中)具有重要价值。     

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     

径向阵列涡旋光束在大气中的传输与扩展

在高能激光合成、空间光通信及其他激光工程中的潜在应用方面,阵列涡旋光束逐渐受到人们的关注。基于多重相位屏的数值方法,研究阵列涡旋光束在von Karman湍流中的传输特性,分析了光场的演化情况。结果表明:光束传输一段距离后发生融合,融合后的光束拓扑荷与初始光场中子光束的拓扑荷相同。考虑到光斑扩展会导致拓扑荷的损失进而使得通信效率下降,分析了不同湍流和光束参量对光束相对束宽的影响。湍流强度对相对束宽影响较大,拓扑荷等其他参量均对其有不同程度的影响,相对于单束涡旋光,阵列光束具有更小的相对束宽。     

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。     

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     

约瑟夫森结(阵列)与谐振器的耦合效应研究

利用一种新的电路模型系统研究了约瑟夫森结(阵列)与谐振器的耦合效应.以结的电压自锁定台阶幅度ΔI为目标值,得到了谐振电路的电阻R、谐振频率fr对耦合的影响规律,并给出了合理解释;以结阵列的相位互锁定强度IL为目标,研究了IL对锁定电压VL的依赖关系,同时,通过相关计算将其与通常电路模型下得到的结果进行了比较.     

并联电阻对串联约瑟夫森结阵列相位锁定的影响研究

利用约瑟夫森结阵列制作毫米/亚毫米微波源的一个重要问题是阵列中约瑟夫森结的相位锁定.本文采用仿真的方法研究了约瑟夫森结RCSJ模型存在并联电阻时的相位锁定问题.研究结果包括约瑟夫森结临界电流的不一致性、McCumber参数和结的个数对能够实现相位锁定的参数范围的影响.结果对于约瑟夫森结阵列作为太赫兹产生和检测应用具有重要意义.     

本征Josephson结的表面结的特性研究

在用Bi2Sr2CaCu2O8 δ(BSCCO)单晶制备本征结时,最上面的Cu-O层由于受到所沉积的金属层的影响,其超导性能将发生退化,从而使得表面上两个邻近的Cu-O层形成的表面结具有不同于内部本征结的性质.我们对表面结的I～V、Ic'～T、R～T等电运输特性进行了分析和研究,发现表面结的临界温度Tc通常都比较低,而且临界电流随温度的变化关系也不同于正常本征结.并且利用旁路电阻的方法,成功观察到了被旁路后表面结的ac Josephson效应.     

本征Josephson单结的电流-电压特性

采用光刻蚀和Ar离子刻蚀技术成功地在Bi-2212单晶表面制备出台阶型本征Josephson单个结，并在5-65K范围内用四引线法测量了该结零场下的Ⅰ～Ⅴ特征曲线．结果表明，临界电流几乎保持不变，但返回电流随温度增加而增大；与此同时，Mccumber参数βc随着温度增加而减小．临界温度附近，跳跃电压△V明显偏离BCS理论．     

激光辐射下约瑟夫森结的直流Ⅰ-Ⅴ特性

研究了激光辐照下约瑟夫森结的直流Ⅰ-Ⅴ特性变化,并对Ⅰ-Ⅴ曲线下移的实验结果进行了分析,认为是光拆库柏对效应所致.该结果为发展一种新的可见光探测器提供了思路.     

DYNAMICAL BEHAVIOUR OF THE SUPERCURRENT IN MESOSCOPIC JOSEPHSON JUNCTIONS

In this paper we use a numerical method to study the quantum effect of dynamical localization on the supercurrent in a mesoscopic Josephson junction driven by a periodically external electromagnetic field. We find that the charge is localized effectively when the ratio of the field magnitude and the field frequency equal some critical values, and in these cases the amplitude of the oscillation of the supercurrent will remain constant.