铁磁体/S_±-波超导体/铁磁体系统的量子相干输运

【摘要】：铁基高温超导体,是超导研究领域发现的一种新型材料,也是当前凝聚态物理学研究的热点之一。铁基超导体和其它新发现的非传统超导体类似,面临的问题之一就是确定其配对对称性。长期以来人们通过测量超导结的隧道谱的一些基本参数,可以获得各种有关超导配对机制和能隙的信息。 本文用扩展的BTK方法从两方面研究了铁磁体/s±-波超导体/铁磁体隧道结,得到了相关几率和电导随能量的变化关系,而且对s±模型和s++模型的结果进行了比较。 一方面,研究了势垒强度Z和磁交换作用对相关几率和电导的影响。发现对于s±模型来说,在不同的磁构型下,透射几率Bσ和电导展现了不同的行为。也发现在s±模型和s++模型中,两模型的不一样的带间干涉导致了磁交换作用和势垒强度对反射几率,透射几率和电导的影响不同。与s++模型做对比,在s±模型中,无论磁构型怎样,我们都能得到如下主要特点：首先,s±模型中,不管势垒强度为何,Andreev反射几率Aσ出现了两个很尖的峰,分别在能量为两个能隙值处,同时这意味着有两个序参量；其次,在Z不为零的情况下,Bσ在能量为较小的能隙值处存在一个凹陷同时伴随着一个峰,而反射几率Dσ在能量为较大的能隙值处存在一个凹陷伴随着一个峰的劈裂；最后,对于任何不为零的Z来说,电导的振荡峰在能量为较大能隙值处消失,而且在两种磁构型下至少都有一个值很大的尖峰。 另一方面,研究了此隧道结中混合系数αo和能隙值比对相关几率及电导的影响。当a0等于0时,铁基超导体变为传统超导体,而且几率随能量的变化和相关的传统超导体隧道结中的情况相同。当α0不等于0时,发现随α0和能隙值比的增大,跟s++模型相比,s±模型中的上述的三个特点没有改变。而且发现,在两模型中,不论磁构型如何,相关的几率和电导的第一个峰或者凹陷的位置都向低能量方向移动,这恰好反映了两序参量差别的增加。因此,铁磁体/s±-波超导体/铁磁体隧道结所具有的三个特点能够用来为在实验上探测铁基超导体超导配对机制的研究提供了理论依据。