收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

超导隧道结的理论研究

李红  
【摘要】: 超导结的隧道谱在对超导机理的研究中十分有用。BTK理论是从δ势垒出发来研究各种类型超导结隧道谱的有力的理论工具。超导邻近效应和由此导致的在铁磁/超导界面附近铁磁性和超导电性的共存受到人们的关注。近来,铁磁/非常规超导结成为活跃的研究课题。本文针对目前超导结研究中存在的主要问题,对不同结构的超导隧道结进行了研究和讨论,主要包括以下几部分的内容: 在第二章中,主要介绍了论文所涉及到的物理概念,包括超导体的配对势、超导结中的Andreev反射、BTK理论和BdG方程、超导邻近效应、自旋极化输运以及自旋过滤效应等等。同时还介绍了超导的研究进展、超导隧道结研究的理论发展以及超导邻近效应的研究背景和发展状况。 在第三章中,将BTK理论推广研究了正常金属/绝缘层/铁磁金属/自旋三重态p-波超导结中的邻近效应。在文中将p-波超导体的配对势取为三种形式,较好地重现了实验中测量到的零偏压电导峰、零偏压电导凹陷和双凹陷结构的主要特征。研究得到:对于该系统,邻近效应和p-波超导中间束缚态可以共存,两种机制的相互竞争决定了电导谱的形状;由邻近效应引起的电导谱随铁磁层厚度的增加或交换能的增大呈现了衰减的振荡行为;在交换能较小的情况下,在较薄的铁磁层中有铁磁性和p-波超导电性共存的可能。p x ,py,px+ipy 在第四章中,运用和第三章相同的方法研究了正常金属/绝缘层/铁磁金属/d-波超导隧道结的邻近效应。研究得到:在该系统中存在超导邻近效应和d-波超导表面束缚态两种机制;归一化电导随铁磁层厚度的增加或交换能的增大呈现出从“0”态到“π”态的反转行为;邻近效应强烈地依赖于超导体的a轴与系统界面法线之间的夹角α:随着α的增大,邻近效应增强,α/π=0.25时,邻近效应最强;对于p-波超导体,α/π=0.5时,邻近效应最强;在交换能较弱的情况下,在铁磁层和d-波超导界面附近较小范围内有铁磁性和超导电性共存的可能。在第五章中,采用方形势垒描述铁磁绝缘层,研究了正常金属/铁磁绝缘层/正常金属/超导隧道结结构的自旋过滤效应、Zeeman效应和邻近效应。研究发现:铁磁绝缘层的自旋过滤效应使谐振电导谱的子能隙峰产生劈裂,自旋极化使两劈裂峰的高度不等;随着势垒高度和宽度的增加,子能隙峰的劈裂增大,而势垒高度对系统微分电导的影响效果更显著;外加磁场使隧道谱的主能隙峰产生Zeeman劈裂,自旋过滤效应对其有加强作用;自旋过滤效应对正常金属中间层中的由邻近效应导致的超导序参量影响不大,不能造成其符号的改变。 在第六章中,同时考虑相干隧穿和顺序隧穿,研究了正常金属/铁磁绝缘层/正常金属/超导隧道结中铁磁绝缘层厚度对微分电导的影响。研究得到:微分电导随铁磁绝缘层厚度的变化由势垒高度和交换能两种作用共同决定;粗糙界面散射对Andreev反射的抑制作用造成正常金属层中电子和其Andreev反射空穴之间的量子退相干,不利于小能隙结构的产生;铁磁绝缘层厚度和势垒高度均能影响小能隙峰的高度和费米面处的态密度;交换能对小能隙结构的宽度有影响。


知网文化
【相似文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李红;超导隧道结的理论研究[D];中国石油大学;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978