磁性超導的特性與磁性超導結(jié)中的約瑟夫森電流.pdf

1、近來，實驗上發(fā)現(xiàn)的一些新型磁性超導材料，如UGe<,2>，ZrZn<,2>，uRhG<,e>和CeCoIn<,5>等，使有關(guān)鐵磁性與超導性共存的研究備受人們關(guān)注。由于這些材料蘊含著豐富的物理內(nèi)容，具有廣闊的潛在應用前景，而成為目前凝聚態(tài)物理研究中的非?；钴S的研究課題之一。本文通過研究s波超導與d波超導的塞曼效應，討論了鐵磁性與超導性共存的條件；此外，還研究了鐵磁性超導隧道結(jié)中的約瑟夫森效應。其主要工作與結(jié)果如下： 簡要地介紹論文

2、中所涉及的物理概念。包括超導結(jié)中Andreev反射，正常金屬/超導結(jié)中的Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理論，超導結(jié)中的約瑟夫森電流，以及高T<,c>氧化物超導體的配對勢等。 通過在s波與d波超導體中外加磁場，應用平均場近似，研究了超導能隙與磁交換能的自恰能隙方程，計算了磁性超導態(tài)與正常態(tài)的熱力學勢的差值，討論鐵磁與超導共存的條件。研究表明：1．對于s波超導體，在塞曼能量‰<0.707△<,00>時(△

3、<,00>為T=0，h<,0>=0下的超導能隙最大幅值)，存在質(zhì)心動量為零的庫柏對；當0.707△<,00><0.754△<,00>時，有質(zhì)心動量不為零的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnkov(FFLO)態(tài)；當h<,0>>0.754△<,00>時，其超導態(tài)將消失，過度為鐵磁態(tài)。 2．對于d波超導體，當h<,0><0.56△<,00>時，有質(zhì)心動量為零的庫柏對；當0.56△<,00>

4、<1.06△<,00>時，有質(zhì)心動量不為零的FFLO態(tài)；而當h<,0>>1.06△<,00>時，將會變?yōu)檎B(tài)。 此外，我們還運用了推廣的Furusaki-Tsukada，(FT)方法研究磁性s波超導體/絕緣體/磁性d超導結(jié)(Fs/I/Fd)中的約瑟夫森效應，推導出平行和反平行于磁化的兩個超導電極方向的約瑟夫森電流的解析表達式，討論約瑟夫森電流隨溫度、磁交換能、絕緣層勢壘強度、及兩邊超導相位差的變化關(guān)系。研究表明系統(tǒng)中的約瑟夫森