三维介观超导环的涡旋结构

在Ginzburg-Landan理论的框架下, 运用有限差分法研究了在圆环电流产生磁场下的介观超导圆环内的涡旋结构, 讨论了超导圆环尺寸和不同空间分布的磁场对涡旋形成的影响, 得到在一般超导圆环体内的基态多是巨涡旋态、而多涡旋态多以激发态形式存在的结论, 说明磁场一般从超导圆环的环孔穿过, 而很难穿过超导圆环体.     

磁场作用下超导圆环的涡旋演化

利用Ginzburg-Landau理论模拟在外磁场作用下超导圆环的涡旋演化,讨论了外磁场、材料参数以及圆环内外径对涡旋进入超导圆环体以及涡旋达到稳定分布的影响.研究结果表明:外磁场越大,材料参数κ越大,圆环环身越宽,则超导圆环体内容纳的涡旋就越多.当磁场较小时,涡旋只由内边界进入超导体,当磁场足够大时,涡旋则先由外边界,然后再从内边界进入超导体.     

三维介观超导环涡旋态的研究

通过数值求解非线性金兹堡-朗道(G-L)方程组,研究了三维介观超导环中的涡旋态。发现了在细环中只能存在巨涡旋态,以及存在顺磁、抗磁迈斯纳效应和间隙性超导现象。在粗环中,发现了多涡旋态和巨涡旋态共存的混合态。相应讨论有助于理解介观超导环中涡旋态相变。     

交变磁场下超导薄圆筒的交流损耗研究

通过数值模拟方法研究了超导薄圆筒在交变磁场下的交流损耗特性.这种超导体的几何模型为一个通有与外加磁场同相位的交流电且厚度可忽略的圆筒.基于Bean临界态模型,通过数值方法得到了交流损耗Q,与实验结果符合得很好.此值模拟方法仅适用于超导薄圆筒,对涂层超导体具有一定的应用价值.     

介观电路中电流的量子特性

基于介观电路中电荷的量子化特性和介观电容中存在弱耦合效应的物理事实,对介观LC电路进行了量子力学处理,并讨论了电路中的类超导电流的量子特性。结果表明:无源情形时介观LC电路中类超导电流随时间变化具有周期性,其平均值为零;在直流稳压电源的作用下类超导电流存在直流分量,总电流平均值存在shapiro台阶;在交流电源的作用下类超导电流也可以存在直流分量,但总电流平均值不存在Shapiro台阶。     

厚壁径向极化压电陶瓷薄圆环的研究

本文对厚壁径向极化压电陶瓷薄圆环进行了研究,得出了振子的谐振和反谐振频率的理论方程,并用有限元法分析了和实验测试了径向振动模态,给出了理论、有限元法和实验数据的一个对比。结果表明:本文的理论较为完善,对实际运用有一定的指导意义。     

介观超导体中的顺磁迈斯纳效应

在临界温度Ｔｃ以下,超导体将磁通排出体外的现象被称为迈斯纳效应．对于第二类超导体,磁通可以部分地穿透,但总的来说,材料仍然是抗磁性的．然而,在高温超导（ＨＴＳ）的研究中人们发现：某些高度无序的ＨＴＳ材料对弱场表现出顺磁响应,这就是所谓顺磁迈斯纳效应（ＰＭＥ）．对于ＰＭＥ,某些理论认为,它是源于ＨＴＳ波函数的ｄ波对称性．为了验证这类对称性,ＩＢＭ华生研究中心的Ｋｉｒｔｌｅｙ等曾将各种ＨＴＳ材料制成三晶介观环（直径～５０μｍ）,并测试其磁性．介观环的外延衬底是三晶ＳｒＴｉＯ３晶体．每个三晶环均跨越衬…     

介观物理系统中的噪声

描述了介观物理系统中噪声的研究现况. 对热噪声和散粒噪声的物理起源做了详细介绍，热噪声是系统的能态占据数发生涨落引起的，而散粒噪声源于载流子传输的微粒特性. 还介绍了研究噪声的主要理论——散射理论，并给出了其在马鞍形半导体量子线和铁磁/绝缘体/半导体双异质结两种介观系统中的应用，指出了噪声研究的实际物理意义. 关键词： 介观物理 热噪声 散粒噪声 散射理论     

介观尺寸金属点接触中的量子化电导

用三维-准一维-三维（3D-准1D-3D）模型，描述扫描隧道显微镜探头与金属间的点接触，研究这种微结构的电子输运特性．利用单电子近似和传输矩阵方法求解三维体系的电子波函数，并用量子力学方法计算电导，得出了以2e²/h和2×2e²/h为单位的量子化电导．对电导随收缩区的横截面积和延伸量的变化规律进行了研究 关键词：     

Intermittent superconductivity in three-dimensional mesoscopic rings

Three-dimensional mesoscopic rings are investigated by the phenomenological Ginzburg–Landau theory in the presence of an externally applied magnetic-field. By solving an eigenvalue problem and minimizing systematic free energy, we find that the superconducting and normal states cyclically appear, and that between the state L and the state L + 1 the field extent of existing normal state increases with increase of vorticity L. The dimensional phase diagram with the maximum vorticity and existing normal state between two superconducting states is given. The normal state can be controlled by the medium with surface enhancement or suppression of superconductivity.     

扶手椅型石墨烯介观环中的持续电流

在紧束缚近似下, 解析求解了扶手椅型边界石墨烯介观环的能量本征值问题, 计算和讨论了不同大小尺寸的介观环中持续电流随Aharonov-Bohm (A-B)磁通的变化, 并证明了能级和持续电流关于磁通变化的周期性和特殊对称性. 研究表明, 持续电流显著地依赖于介观环的几何结构; 零能量附近的能级可以承载较大的持续电流, 而远离零能量的其他能级对持续电流的贡献很小.     

Polarized spin transport in mesoscopic quantum rings with electron--phonon and Rashba spin--orbit coupling

The influence of electron--phonon (EP) scattering on spin polarization of current output from a mesoscopic ring with Rashba spin--orbit (SO) interaction is numerically investigated. There are three leads connecting to the ring at different positions; unpolarized current is injected to one of them, and the other two are output channels with different bias voltages. The spin polarization of current in the outgoing leads shows oscillations as a function of EP coupling strength owing to the quantum interference of EP states in the ring region. As temperature increases, the oscillations are evidently suppressed, implying decoherence of the EP states. The simulation shows that the magnitude of polarized current is sensitive to the location of the lead. The polarized current depends on the connecting position of the lead in a complicated way due to the spin-sensitive quantum interference effects caused by different phases accumulated by transmitting electrons with opposite spin states along different paths.     

Perfect spin polarization in symmetric two-terminal mesoscopic rings

Spin-polarized transport through an Aharonov–Bohm (AB) semiconductor mesoscopic ring is investigated in the presence of both the Rashba spin–orbit interaction (RSOI) and the Dresselhaus spin–orbit interaction (DSOI). The ring symmetrically bridges two input and output electrodes. Based on tight-binding model and Green?s function formalism, we find that for AB fluxes other than integer or half-integer multiples of the flux quanta the ring acts as a spin selective device with unit efficiency only when the difference between strengths of RSOI and DSOI is nonzero and small. Results of this study can be used to design a nonmagnetic-material-based perfect spin filter.     

超导环电流的研究

以修正的含时金兹堡-朗道理论去研究超导环的超流特性；计算了涡旋运动方程，理论上得到超导环电流是超流量子的整数倍，并且具有多涡旋跳跃；从理论上得到超导环的磁场是量子化的.一定条件下，超流的符号可以发生反转，并且理论上得到了它的表达式.认为超导环是具有对势的对称. 关键词： 超导环 电流 超导电性     

二维介观环中持续电流的梯度无序效应

基于紧束缚模型,考虑无序的梯度衰减,研究了无序-有序二维介观环体系中无序梯度及结构尺寸等因素对持续电流的影响.在表面无序区无梯度衰减时,持续电流随无序度的变化先减小后增大,观察到类弹道和局域性的转变.当存在梯度衰减时,无序区部分区域无序度相应减小,对有序区产生较强散射,典型电流比没有无序衰减时偏小.有趣的是,当无序度指数衰减时,上述类弹道和局域性的转变却消失了,揭示了介观实验中能否观察到该转变与无序的梯度分布密切相关.此外,计算表明表面无序渗透的深度和环的宽度对持续电流也有重要影响,呈现奇异的量子尺寸效应.这不同于以前的理论预言. 关键词： 介观环 梯度无序 持续电流     

存在自旋轨道耦合的介观小环中的持续自旋流

文章作者研究了存在自旋轨道耦合的介观小环的平衡态性质.此前人们已经知道,在有磁通穿过的介观小环中,绕环运动的电子会产生一附加的Berry相位而导致持续电流;同样地,在仅有自旋轨道耦合的体系中,电子绕环运动也应当会产生附加的自旋Berry相位,进而驱动持续自旋流.文章作者通过对一个有正常区和自旋轨道耦合区的复合小环的计算,结果表明,无电流伴随的纯持续自旋流的确存在.文章作者指出,这持续自旋流描述真实的自旋运动,并且它能被实验观测.     

Quantum phase transitions in mesoscopic Rashba rings

Novel quantum phases are found in the ground state of Rashba ring: the orbital magnetic phase (OMP), non-OMP, pseudo-OMP and quasi-OMP, which depend on the spin-orbit interaction (SOI) strength, electron number and ring size. We give the phase diagram and their quantum-phase-transition conditions.     

Color superconductivity in dense quark matter

The possible structure of the QCD phase diagram is discussed focusing on color superconducting quark matter in the region of low temperatures and moderately large densities, which could be relevant for compact stars.