两带单结超导环中的电磁性质研究

摘要

2001年日本科学家发现了二元金属化合物MgB2的超导电性，超导临界温度高达39K。MgB2并非简单的BCS超导体而是一种两能隙超导体，能带结构和声子谱计算都表明了两能隙的存在，有关该超导体两个能隙的图像后来被比热、核磁共振、电子隧道和角分辨光电子谱的实验广泛证实。利用两带Ginzburg-Landau理论，我们研究了非中心对称超导体LaNiC2的电磁性质。通过计算得到LaNiC2的上临界磁场以及伦敦穿透深度的精确解，理论结果在较大的温区范围内与实验数据符合得较好。在此基础上，我们还利用两带Ginzburg-Landau理论对电流激励情形下两带单结超导环的电磁性质进行了深入研究，所引入的两个超导序参量的相位差满足sine-Gordon方程，由该方程的孤立子解我们得到了单个超导结（微桥结构）两端相位差与总磁通之间的线性关系。通过微桥中电流与超导结两端相位差满足的非线性Josephson方程，建立了在电流激励下环内磁通与外加电流之间的依赖关系。我们的分析表明两带超导环中可能产生的孤立子解及分数磁通量子化现象可以通过测量单结超导环中的电磁性质加以验证。

目录

声明

摘要

1．1 超导电性的发现

1．2 超导的基本性质

1．2．1 零电阻效应

1．2．2 迈斯纳效应

1．2．3 同位素效应

1．2．4 临界参数

1．3 超导体分类

1．3．1 按磁化性质分类

1．3．2 按照临界温度分类

1．4 本章小结

第2章 超导基本理论

2．1 二流体模型

2．2 伦敦方程

2．3 单带Ginzburg-Landau理论

2．4 BCS理论

2．5 本章小结

第3章 两带超导体的电磁性质

3．1 两带Ginzburg-Landau理论

3．2 非中心对称超导体LaNiC2的电磁性质

3．2．1 LaNiC2晶体简介

3．2．2 理论方法

3．2．3 上临界磁场的计算

3．2．4 伦敦穿透深度的计算

3．3 本章小结

第4章 两带单结超导环的电磁性质

4．1 理论基础

4．1．1 磁通量子化现象

4．1．2 分数磁通量子化现象

4．1．3 sine-Gordon方程

4．2 电流激励下的单带单结超导环

4．2．1 单带单结超导环的线性理论

4．2．1 单带单结超导环的非线性理论

4．3 两带单结超导环的电磁性质

4．3．1 电流激励下的两带单结超导环

4．3．2 两带超导体微桥的电磁性质

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢