关于超导材料NbS2上临界磁场的理论分析

摘要

2001年日本科学家报道了二元化合物材料二硼化镁在39K表现出超导特性，这个发现激起了全世界范围的研究热潮。理论分析表明，二硼化镁具有两个超导能隙，这一图像已被比热、电子隧道谱以及角分辨光电子谱实验所广泛证实。此后多能隙超导电性在其他材料中也被陆续发现，NbS2就是其中之一。我们根据两带Ginzburg-Landau理论计算了层状超导材料NbS2的上临界磁场随温度的变化情况，上临界磁场的各向异性参数随温度的变化情况，以及在不同温度下上临界磁场的角分布问题。在计算过程中我们运用变分法对两带Ginzburg-Landau方程进行求解，然后运用Mathematica进行编程计算。结果与已有实验数据能够很好地吻合，充分说明了NbS2的超导电性具有两能隙特征。我们还将NbS2与两能隙超导体MgB2以及NbSe2的上临界磁场性质进行了比较。NbS2的上临界磁场各向异性参数在温度超过5.0K后逐渐变小，这与MgB2以及NbSe2有相似之处。但NbS2的上临界磁场各向异性参数大约为7.3左右，明显大于MgB2和NbSe2。我们的计算结果还表明，NbS2较大能隙所对应能带的有效质量比约为54，另一能带的有效质量基本是各向同性的。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 超导的研究背景及现状

1．2 超导的基本特征

1．2．1 零电阻效应

1．2．2 迈斯纳效应

1．2．3 同位素效应

1．3 超导的分类

1．3．1 按照磁化特征分类

1．3．2 按照临界温度分类

1．4 超导的应用

1．5 本章小结

第2章 NbS2的晶体结构与制备方法

2．1 NbS2的晶体结构

2．2 NbS2的晶体的制备

2．3 本章小结

第3章 超导理论

3．1 二流体模型

3．2 伦敦方程

3．3 BCS理论

3．4 Ginzburg-Landau理论

3．4．1 单带Ginzburg-Landau理论

3．4．2 两带Ginzburg-Landau理论

3．5 本章小结

第4章 关于NbS2上临界磁场的计算

4．1 临界温度的计算

4．2 GL理论参数的选取

4．3 上临界磁场的计算

4．3．1 平行于c轴的上临界磁场

4．3．2 垂直于c轴的上临界磁场

4．3．3 上临界磁场的角分布

4．3．4 上临界磁场各向异性参数的计算

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

作者简介