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《曲阜师范大学》 2006年
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用G-L理论对二硼化镁超导电性的研究

公丕锋  
【摘要】:自1911年荷兰物理学家昂尼斯发现超导电性以来,超导研究一直是人们关注的热点问题。特别是1986年发现了高温氧化物超导体以后,在凝聚态物理学界掀起了研究高温超导的热潮。中国在研究高温超导方面也取得了很大的进展。在2001年1月,日本物理学家宣布二硼化镁具有超导电性,而且超导转变温度高达39K。这一发现再次把超导研究推向了高潮。 本论文主要用京兹堡-朗道理论来研究超导体MgB_2的超导电性。在第一章中,我们简要的回顾了超导发展的历程,介绍了BCS理论、京兹堡-朗道理论、G-L方程的解法极其主要结论和二带模型。在第二章中,我们比较详细的介绍了MgB_2超导体正常态和超导态的基本性质,其中包括同位素效应、霍尔效应、压强效应、临界磁场、相干长度、掺杂效应等。研究表明,MgB_2超导体存在两个超导能隙。第一个能隙大约在38.6 K附近,呈现各向异性;第二个能隙大约在12 K附近。由此我们可以用二带模型来描述MgB_2体系的超导特性。在第三章中,通过G-L理论来研究了相干长度ξ(T)、伦敦穿透深度λ(T)以及京兹堡-朗道参量κ(T)=λ(T)/ξ(T)在T_c附近对温度T的依赖关系。理论计算结果与MgB_2样品的实验数据符合的很好。同时与单带G-L理论算出的结果作了对比,对比发现二带G-L理论更能精确描述MgB_2的超导电性,在第四章中,考虑带间相互作用,在弱耦合极限下,得到二带s-波超导体临界温度T_c的公式及同位素效应指数。在这里,耦合相互作用在每一个带中包括两部分:电子-声子相互作用和非电子-声子相互作用,当T_c≈40K时,在弱耦合机制中得到MgB_2的同位素效应指数α=0.3,并且带间电子-声子相互作用比非电子-声子相互作用对同位素效应指数的影响大。
【学位授予单位】:曲阜师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:O511

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