超导电流趋肤效应研究

根据超导电流密度、穿透深度和超导临界磁场的关系，研究了超导电子对质心定向运动速度（远大于正常导体内的载流子定向运动速度）；从 动力学和能级分布的角度研究了超导电流趋肤效应的成因。     

超导“邻近效应”与电子能态分布研究

运用稳恒条件和动量守恒定律说明了稳恒电路中,穿过任意横截面的全部载流子的定向运动总动量在数值上是守恒的;比较了超导薄膜中和正常导体的外表面层中载流子的能态,用以上的两个结果解释了超导“邻近效应”.     

统计性超导电子对密度与温度无关

给出了统计性超导电子对密度和局域性超导电子对密度的定义;初步讨论了它们的物理意义。通过对nS（T）=λL2（0）/λL 2（T）=H C1（T）/H C1（0）的分析、GL超导波函数的计算及稳恒电流载流子总动量守恒定律的讨论,证明了零场下统计性超导电子对密度与温度无关。并初步给出了超导抗磁性、伦敦穿透深度不是超导体内禀性质的结论。     

稳恒电流磁场与库仑电场的关系研究

用电磁学方法证明了电流元产生元磁场的3个方程的等价性;由稳恒电流元的磁场表达式导出了元磁场与载流电荷元产生的库仑电场的关系。讨论了该表达式的物理意义,指出,该表达式明确指出稳恒磁场是由电荷的定向运动产生的;稳恒磁场是以光速传播的,为否定＂超距作用＂的观点提供了新的依据。认为v×dE/c2表示了库仑电场力的无功功率,由此可知,稳恒电流的磁场可以由载流电荷库仑力的无功功率表示。这样的结果有利于初学电磁学的人正确理解磁场的产生、来源和传播。讨论了运用新的表达式求解磁场的方法,指出,运用电荷密度与载流子定向运动速度的乘积等于电流密度和点电荷的库仑场表达式的方法求解磁场甚为方便,如此做法可以省去传统的求解磁场必须掌握的复杂计算方法。并由此推断超导载流子的平均定向运动速度远远大于正常导体内载流子的定向运动速度,否则,超导电流不可能产生几十个特斯拉的磁场。     

基于Multisim的超导RSFQ电路仿真研究

为了在通用电路仿真软件中快速展开对超导电路的仿真研究,根据实验室制作的Mg B2/B/Mg B2纵向约瑟夫森结的相关参数,建立了Multisim的电路模型,对约瑟夫森结的特性进行了研究,并利用这个模型建立了超导RSFQ电路中两种不同功能的分支器;在理论分析的基础上,对电路进行了瞬态仿真。仿真结果不仅很好地验证了理论分析,且表明了这种方法的高效性及仿真实时、清楚、直观的优点,可用于进一步对超导RSFQ复杂电路的研究。     

超导信道的量子密码通信

量子密码通信是一种新的密钥通信方法，可以发现任何窃听者。现有的量子密码通信基于弱光传输。这里提出一种以超导信道中的约瑟夫森电子干涉效应为基础的量子密码通信方案，并讨论了其可行性和保密性     

超导结中自旋分裂的邻近效应

用BdG方程和BTK理论对两种自旋分裂的超导邻近效应进行了研究,计算结果显示在铁磁/超导结中,邻近效应在铁磁一侧引起了一定的超导特征,并且随着离界面距离的变化呈现从0"态到π"态的反转行为,而对于二维电子气/超导结,邻近效应却不能引起π"态超导性.     

超导石墨烯-正常石墨烯结中的近邻效应

基于Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理论,在紧束缚近似下,利用Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,通过自洽计算,研究了具有S波配对的超导石墨烯-石墨烯结中的近邻效应。针对在超导部分和正常导体部分的费米能级匹配和不匹配的两种情况,讨论了化学势对体系的局域态密度,以及配对振幅的影响。     

约瑟夫逊(Josephson)效应的观测

两块超导体之间的弱耦合形成超导结,此类结表现出的特性便是约瑟夫逊效应。约瑟夫逊效应包括三方面的内容,其一是当跨过结区的电压为零时,可以有超电流通过,并存在一临界电流密度值,这称为直流效应;其二是当跨过结区有一定的电位差 V 时,此时除了正常电子的直流隧道电流外,还存在一正弦交变隧道超电流,其频率 f 由下式确定:f=(2e/h)V,(e—电子电荷,h—普朗克常数。)即(f/V)=483.6兆赫/微伏,这称为交流效应;其三是磁场能透入结区绝缘层,并影响通过结区的超电流。对各种类型的超导结而言,用一定频率 f 的微波照射结区,就会在其Ⅰ—Ⅴ特性曲线的     

Zeeman效应对d波超导特性及其正常金属/d波超导结中隧道谱的影响

通过外加Zeeman磁场在d波超导中, 研究磁场对d波超导及其正常金属/d波超导结中隧道谱的影响. 研究表明: (i) Zeeman磁场能使能隙变小, 且随着磁场变大, 超导态会变为正常态, 产生一级相变; (ii)Zeeman磁场可导致零偏压电导峰劈裂, 劈裂宽度为2h₀(h₀为Zeeman能); (iii)界面势垒强度与温度都能降低劈裂的电导峰的数值, 其中界面散射势会使电导峰变得尖锐, 温度可抹平其电导 峰, 但它们并不影响Zeeman效应.     

排斥型有效互作用下的超导电性

分析了电子间在有效排斥互作用下的超导电性．发现当能带宽度Ｗ＞Ｅｃ，ｏ（）时，存在电子对；当Ｗ＜Ｅｃ，ｏ时，电子对消失．从而认为在电子对消失的区域，描写超导电性的应该是某种准粒子对，而不是电子对．     

掺银对BiPbSrCaCuO超导电性的影响

本文研究 Ag 对 BiPbSrCaCuO(2223相)超导电性的影响。详细讨论了 Ag 含量与超导转变温度 Tc、钉扎力 Fp、临界电流密度 Jc 之间的关系,提出掺 Ag 并不能明显改善 BiPbSrCaCuO 的超导电性的观点。     

超导的纯电子机制

从电子晶格的相互作用，受晶格屏蔽的电子间的相互作用，以及电子自旋的磁力作用等纯电子机制阐明正常超导和高温超导共同的机理，说明MgB2的超导和陶瓷性超导的机理相同，都是由于自由电子少的原因，以此对BCS公式作以修正，并预言Li2O的临界温度高于MgB2。     

电-声机制致高温超导特性随掺杂量演变

利用极性晶体中慢电子的运动规律提出基于BCS机理的分析模型.分析发现,掺杂导致铜氧化物的费米面电子分为低能费米电子和高能电子,并产生快电子效应.欠掺杂区高能电子与晶格振动发生作用形成赝隙,费米电子与晶格作用形成超导隙.赝隙和超导隙的竞争平衡导致欠掺杂区超导隙2Δ0和κBTc比值与高能费米电子速度vF^＊成正比,与费米速度vF成反比.掺杂量（x）与高能费米速度（vF^＊）相图是解释高温超导相图的基础.利用模型和（x-vF^＊）相图能够对欠掺杂区赝隙温度、能隙与κBTc比例随掺杂量增加而线性下降的现象给出简单解释,即最佳掺杂区2Δ0和κBTc比值为7.6、过掺杂区为4.3的常数.显示系统随掺杂量增加由＂非传统＂行为向接近传统行为再到金属行为演变的规律.     

紧束缚近似解释MgB_2超导电性

作者在BCS理论对于超导体电声耦合组成库珀对解释超导电性的基础上,从MgB2 能带结构出发,通过紧束缚近似理论对其的详细计算和系统分析,比较合理的解释了MgB2 的超导电性。     

Superconductivity in MgB2

In January of 2001 the superconductivity of the compound MgB2 with a critical temperature Tc of up to 39 K was discovered. This Tc is the highest in all intermetallic compound and alloy superconductors. MgB2 has a simple structure and its manufacturing capital cost is lower, therefore it could become a practical superconductor in the future. The recent progress is reviewed here which covers the progress in electronic structure, high Tc mechanism, superconducting parameters (Debye temperature, specific heat coefficient of electron, critical fields, coherent length, penetration depth, energy gap, critical current and relaxation rate of flux). Moreover the issue on power transmission is discussed.     

单壁碳纳米管的超导电性

阐述了电弧法制备单壁碳纳米管以及在单壁碳纳米管内实现超导态的实验方法。对用电弧法制备碳纳米管的实验条件、实验过程和实验产物进行了讨论。此外，分析了用、接受诱导法”实现碳纳米管的超导电态的具体条件，即将单壁碳纳米管束或单个碳纳米管嵌放在两个超导电极之间，在一定的条件下，有可能在碳纳米管内诱导出超导电流，已有的实验显示碳纳米管内的超导电流的临界值较大，并表现出特殊的对温度和磁场的依赖性。“接近诱导法”打开了探索碳纳米管超导性质的大门。     

卤化物掺杂对Y-Ba-Cu-O超导体性能的影响

我们分别用BaF_2,BaCl_2及YF_3来部分取代BaCO_3及Y_2O_3,制备出一系列含卤族元素的超导体。并用调整F(Cl)的含量的方法,探求了与超导机制相关的信息;对掺F高T_C超导体的T_C变化现象作了检证。 报导了氯化物掺杂对YBa_2CU_3O_(7-δ)超导电性影响的初步研究结果。     

A spin triplet supercurrent through the half-metallic ferromagnet CrO2

In general, conventional superconductivity should not occur in a ferromagnet, though it has been seen in iron under pressure. Moreover, theory predicts that the current is always carried by pairs of electrons in a spin singlet state, so conventional superconductivity decays very rapidly when in contact with a ferromagnet, which normally prohibits the existence of singlet pairs. It has been predicted that this rapid spatial decay would not occur if spin triplet superconductivity could be induced in the ferromagnet. Here we report a Josephson supercurrent through the strong ferromagnet CrO2, from which we infer that it is a spin triplet supercurrent. Our experimental set-up is different from those envisaged in the earlier predictions, but we conclude that the underlying physical explanation for our result is a conversion from spin singlet pairs to spin triplets at the interface. The supercurrent can be switched with the direction of the magnetization, analogous to spin valve transistors, and therefore could enable magnetization-controlled Josephson junctions.