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高温超导体磁通格子的动力学性质

作　者: 贺延文
导　师: 刘楣
学　校: 东南大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 磁通格子无序钉扎滞弛反向融化布拉格玻璃
分类号: O482
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

1986年, Bednorz和Müller发现铜氧化物高温超导体,在广泛的固体物理领域,尤其在超导电性方面的研究打开了一个新的篇章。高温超导体是强第Ⅱ类超导体,展示出许多与传统常规超导体相似的电磁特性。但高温超导体具有与传统超导体不同的性质,包括高转变温度,短相干长度和强各向异性。本文基于唯象的Maxwell方程和Langevin磁通运动模型,采用Monte-Carlo数值模拟方法,来研究高温超导体混合态磁通动力学性质。主要的结论如下:(1)通过计算三维无序钉扎系统中磁通运动的平均速度、微分电阻和Z轴的关联函数,给出了磁通运动随驱动力FL的运动状态。研究结果表明,磁通运动状态随外加驱动力(磁通速度)的增加首先由钉扎相进入塑性流,再由近晶流到运动晶体相。其中,在塑性流中,我们发现磁通克服磁通集体关联形成的钉扎作用和无序钉扎中心作用的两次退钉扎临界点。在磁通格子的有序度研究方面我们发现磁通运动的两个有序因素:磁通速度和磁通密度。随着外加驱动力FL的先增大而后减小,在磁通塑性流和近晶流区域出现滞弛现象。此现象在中等钉扎强度时非常明显。随温度的升高,脱钉相变由一级相变变为连续相变,滞弛现象减小。随着磁通密度Nv的增大,磁通间相互作用力克服钉扎的无序作用,使磁通格子趋向有序,滞弛区域变窄。当Nv大到一定程度时,滞弛现象消失。(2)我们提出了一个与温度呈非单调性变化的磁通互作用力模型,计算高温超导磁通格子的无序钉扎强度Fp0-温度t相图。考虑与温度有关的磁通间互作用力,磁通钉扎作用力以及热噪声力,模拟计算了磁通晶格的Z轴关联函数随温度和钉扎强度的变化曲线,由此得到了有序-无序的相变点和Fp0-t相图。相图中存在磁通格子三个区域:有序的布拉格玻璃相(BG)、无序的磁通玻璃相(VG)和无序的磁通液体相(VL)。当系统处于低温、弱钉扎强度时,磁通间互作用使磁通格子以有序的BG相存在。当固定钉扎强度时,升高温度至熔化温度时,热涨落效应使磁通格子进入了无序的VL相,发生由有序的BG相到无序的VL相的固-液相变。在固定温度,增加钉扎强度时,无序的集体钉扎效应使磁通格子发生由有序的BG相到无序的VG相的固-固相变。从相图中可以看到低温时BG-VG相变线与温度轴平行,而当系统处于中等温度区域,BG-VG相变线形成了一个突起。我们得到的有序-无序相变分界线的形状验证了最近实验观察到的反向融化行为[Avraham et al. Nature 411, 451 (2001)]。我们认为反向融化形成起因于磁通互作用的温度效应。

高温超导体磁通格子的动力学性质

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