铁磁体／绝缘层／p波超导体隧道结中自旋极化准粒子的输运

考虑到结界面的粗糙散射情形下,研究了铁磁体／绝缘层/p波超导体隧道结的隧道电导谱．发现铁磁体／绝缘层/p波超导体隧道结的隧道谱中存在零偏压电导峰、零偏压电导凹陷．铁磁体的磁交换能对Andreev反射有抑制作用,降低了结的微分电导．结界面的势垒散射和粗糙散射对结的隧道电导均有影响．     

正常金属—绝缘层—d波超导结中的隧道谱与散粒噪声

在正常金属-绝缘层-d波超导隧道结中，考虑到绝缘层的势垒散射效应，运用Bogoliubov-de Gennes方程和Blonder-Tinkham-Klapwijk理论模型，计算系统的微分电导和散粒噪声随偏压的变化关系，研究表明，绝缘层的势垒高度与绝缘层的厚度都能使：（1）零偏压电导峰变得尖锐；（2）微分散粒噪声的峰位置向零偏压处位移；（3）散粒噪声功率与平均电流的比值随绝缘层厚度与高度的增大在大偏压下趋于2e值。     

铁磁——铁磁绝缘层——超导结的自旋反转和粗糙界面散射效？…

考虑到自旋反转和粗糙界面散射效应，利用推广的Ｂｌｏｎｄｅｒ－Ｔｉｎｋｈａｍ－Ｋｌａｐｗｉｊｋ散射理论模型，计算铁磁－铁磁绝缘层－超导结中的准粒子输运系数与隧道谱。研究表明，自旋反转效应能使零偏压电导峰和能隙峰变得尖锐，而粗糙面散射能压低零偏压峰和能隙峰。此外，两种散射还能阻碍由铁磁交换作用产生的零偏压峰的滑移。     

Anomalies of tunnel spectra in normal metal/insulator/d-wave superconductor junctions under the influence of insulator square barrier——Study under the condition of superconducting phase factor ψ±=0

以方势垒描述N/I/d波超导体结中绝缘层对准粒子输运的影响,在超导相位因子ψ±=0的情况下,利用Bogoliubov-de Gennes(BdG)方稃和Blonder-Tinkhanl-Klapwijk(BTK)理论,计算了N/I/d波超导体结的隧道谱.研究表明:(1)在ψ±=0的情况下,N/I/d波超导体结的隧道谱中出现了零偏压电导峰,零偏压电导峰的出现及形状强烈地依赖于绝缘层的厚度和绝缘层的势垒值;(2)绝缘层以方势垒描述较之以δ势描述更为优越.     

正常金属/绝缘层/s波超导隧道结中的隧道谱

以方势垒描述绝缘层,考虑正常金属区域的杂质散射,运用Bogoliubov-deGennes(BdG)方程和Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论,对正常金属/绝缘层/s波超导隧道结(NIS结)中的隧道谱作进一步研究.研究表明:(1)在U0>EF的情况下,微分电导随绝缘层宽度的增加而衰减,偏压不同,衰减的程度不同;(2)衰减能压低能隙电导峰;(3)较小的杂质散射即能在隧道谱的零偏压凹陷峰中感应出一小峰.     

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.     

绝缘层方势垒影响下N／I／d波超导体结隧道谱的奇异性——超导相位因子φ±=0情况下的研究

以方势垒描述N／I／d波超导体结中绝缘层对准粒子输运的影响,在超导相位因子ψ±=0的情况下,利用Bogoliubov-de Gennes（BdG）方程和Blonder—Tinkham-Klapwijk（BTK）理论,计算了N／I／d波超导体结的隧道谱．研究表明：（1）在ψ±=0的情况下,N／I／d波超导体结的隧道谱中出现了零偏压电导峰,零偏压电导峰的出现及形状强烈地依赖于绝缘层的厚度和绝缘层的势垒值;（2）绝缘层以方势垒描述较之以艿势描述更为优越．     

磁交换作用对铁磁/dx2-y2+idxy混合波超导结隧道谱的影响

考虑到铁磁层中的磁交换作用和界面势垒的散射效应,利用推广的Blonder-Tinkham-Klapwijk散射理论,计算了铁磁/dx2y2 idxy混合波超导结中的准粒子输运系数和自旋极化的隧道谱.研究表明:(1)铁磁/dx2-y2 idxy混合波超导结中自旋极化的隧道谱能较好地解释La2/3Ba1/3MnO3/DyBa2Cu3O7隧道结中观察到的零偏压电导凹陷的实验结果;(2)在△2/△1=1的情况下,磁交换作用和界面势垒散射可压低峰值,且导致隧道谱逐渐演化出四个电导峰;(3)虚的Andreev 反射过程对铁磁/dx2-y2 idxy混合波超导结的隧道谱有显著影响.     

杂质和粗糙界面散射影响下NIS结的隧道谱和束缚态

在正常金属/绝缘层/s波超导隧道结中,考虑绝缘层中的体杂质散射以及粗糙界面散射,运用Blon-der-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论和Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,计算系统的微分电导.计算表明:(1)电导峰的位置与绝缘层的厚度密切相关,当绝缘层厚度具有几个相干长度时,隧道谱中的能级谐振峰数目增多,从而在超导能隙内形成一些束缚态;(2)粗糙界面散射和绝缘层中的杂质散射均能有效地压低电导峰,由此可解释理论与实验间尚存的偏差.     

铁磁/超导多层结构中的自旋三重配对

通过自洽求解Bogoliubov-de Gennes方程研究了具有非共线界面磁矩的铁磁-超导-铁磁多层结构中的自旋三重配对,发现非共线磁矩可以在界面区域引起一个自旋倒易散射。该散射能够将超导体中的自旋单重对转化为铁磁体中自旋相同的三重对。当超导两侧铁磁体的磁矩结构对称时,自旋相同的三重对可以分别在超导和铁磁区域的局域态密度中引起一个尖锐的零能电导峰。当铁磁体的磁矩反对称时,两侧铁磁体之间将会发生交错Andreev反射并形成自旋单重对,从而在局域态密度的零能电导峰中心产生一个明显的凹陷。局域态密度的这些特征可以通过实验测量微分电导谱加以验证。     

高TC超导体的涡旋相结构与超声衰减关系研究

根据Fisher的超导涡旋玻璃相理论,提出了高温超导体混合态超声衰减的涡旋形态模型．论述了高温超导体混合态复杂的相结构,给出了各向异性高温超导体的混合态相图．概括出超声衰减两种类型：钟型(衰减较缓慢)与λ型(衰减较迅速),并且揭示相应的相结构及其特点．同时指出：在温度比超导临界温度低的情况下Pankert超声波与涡旋线相互钉扎机制较为适用,在温度较超导临界温度高的情况,涡旋线相变模型较为适用．     

数字图像处理在塞曼效应中的应用

塞曼效应是原子的能级在外磁场中出现分裂的现象,应用数字图像处理技术,对塞曼效应分裂谱线图像进行处理,将图像中具有一定宽度的干涉圆环条纹细化为单像素宽度的二值化图像,采用Hough变换方法实现了条纹直径的自动提取并求得荷质比。与理论值相比,荷质比的百分误差为0.26%。     

水平管气液两相环状流小破口泄漏相分离预测

多相流体通过管壁破口会发生相分离,导致泄漏流体的气液相比例与主管出现差异。为预测水平管环状流泄漏相分离特性,综合考虑了周向液膜分布不均匀影响,建立了不同方位破口相分离特性预测模型。在气液两相流实验环道上进行了泄漏特性实验研究,测量了环状流型下与管底部周向夹角分别为0°、45°、90°的破口泄漏的相分离特性,实验段直径为40mm,破口为圆孔直径2. 5 mm。结果表明,泄漏的气、液相流量与相应的主管气液相流量的比值主要由自破口处的气液相分布决定。在实验范围内模型预测结果与实验值吻合良好。     

具有时滞的稀疏效应捕食-被捕食模型的分支分析

研究了一类有时滞的稀疏效应捕食-被捕食模型.选择时滞τ为分支参数,得到了当时滞τ通过一系列的临界值时,Hopf分支产生,即当时滞τ通过某些临界值时,从平衡点处产生一簇周期解.利用规范型及中心流形理论,得到了确定Hopf分支的稳定性及方向的具体算式.最后,用数值模拟验证了分析结果的正确性.     

磁性d波超导特性的研究

通过外加Zeeman磁场在d波超导中,在平均场近似下,自洽求解d波超导能隙和Zeeman能量的方程,研究了Zeeman效应对d波超导序参数和热力学势的影响,阐述了磁性与超导共存条件.     

液力缓速器低充液率工况扰流柱起效条件判定方法

为揭示低充液率下缓速器工作腔内气相主导的流动规律和降低空转状态下的功率损失,针对某车用液力缓速器构建了带有空损抑制扰流机构的叶轮周期流道模型,通过对低充液率不同转速下液力缓速器扰流机构起效过程流场仿真,分析了不同输入转速和不同充液率工况下的制动转矩、容积率、扰流柱挡片压力差3个关键参数的变化趋势.结果表明,制动转矩在20%充液率前后均有明显的状态变化.18%充液率前各参数单调上升且在18%充液率达到极大值,随后在20%充液率达到极小值,而后继续增大.微观两相流动层面上,20%以下充液率时油液和空气分层明显,而后流动失稳并且在20%以上充液率工况油液和空气流动分层不明显;在充液率大于18%以上时,扰流柱挡片上的压力差值大于所设计预紧力,足以压缩扰流柱挡片进入其腔体内.据此确定了低充液率工况的扰流柱起效判定方法,为扰流机构的设计提供了理论依据.      

新型半导体温差发电器的优化设计

提出一种新型的半导体温差发电器,以效率和输出功率为目标函数分析其性能特性,计算在不同情况下温差发是电器的最大效率和输出功率,进而优化温差发电器的内部结构,确定工作电流的最佳范围,所得结果可为新型的半导体温差发电器的优化设计和最佳运行提供有价值的理论指导,可促进半导体温差发电器的进一步开发和在不同高新科技领域中的应用。     

MgB2超导体的相图及其对薄膜制备的指导作用

MgB2适合于制备约瑟夫森结,在超导电子学领域有很好的应用前景。制备高质量的MgB2薄膜至关重要,应用Mg-B/Mg-B-O体系的相图指导MgB2薄膜生长意义重大。总结MgB2相体系及相关系,详细对比分析Mg-B/Mg-B-O体系的热力学相图,总结分析富氧区杂项MgO的生成机理及其对MgB2薄膜质量和性能的影响,研究分析有氧体系下Mg-B/Mg-B-O热力学相图对MgB2薄膜材料制备生长的指导意义,探讨HPCVD环境下采用原位生长技术制备MgB2超导薄膜时热力学相图的指导作用及相关制备工艺。     

Local switching of two-dimensional superconductivity using the ferroelectric field effect

Correlated oxides display a variety of extraordinary physical properties including high-temperature superconductivity and colossal magnetoresistance. In these materials, strong electronic correlations often lead to competing ground states that are sensitive to many parameters--in particular the doping level--so that complex phase diagrams are observed. A flexible way to explore the role of doping is to tune the electron or hole concentration with electric fields, as is done in standard semiconductor field effect transistors. Here we demonstrate a model oxide system based on high-quality heterostructures in which the ferroelectric field effect approach can be studied. We use a single-crystal film of the perovskite superconductor Nb-doped SrTiO3 as the superconducting channel and ferroelectric Pb(Zr,Ti)O3 as the gate oxide. Atomic force microscopy is used to locally reverse the ferroelectric polarization, thus inducing large resistivity and carrier modulations, resulting in a clear shift in the superconducting critical temperature. Field-induced switching from the normal state to the (zero resistance) superconducting state was achieved at a well-defined temperature. This unique system could lead to a field of research in which devices are realized by locally defining in the same material superconducting and normal regions with 'perfect' interfaces, the interface being purely electronic. Using this approach, one could potentially design one-dimensional superconducting wires, superconducting rings and junctions, superconducting quantum interference devices (SQUIDs) or arrays of pinning centres.     

黏土条件下隧道稳定率分析

 隧道稳定是岩土工程领域一个重要问题。分析了岩土工程中常用来评价稳定性的安全系数,引出了隧道稳定率的概念;给出了几种不同情况下隧道稳定率的表述形式,即不考虑土重影响时的稳定率,考虑土重影响时的稳定率和隧道支撑力的稳定形式;以Davis 提出的一个变量隧道垮落模型为例,构建块体速度场和受力分布图,根据功能原理,推导了基于一个变量的单圆形隧道稳定率。根据现场实测数据,得出现场稳定率;根据分析计算,得出理论稳定率。针对3种不同形式的稳定率进行了分析,当现场稳定率的值大于理论值时,隧道已垮落;当现场稳定率的值等于理论值时,隧道处于临界垮落状态;当现场稳定率的值小于理论值时,隧道处于稳定状态;由此,可根据不同情况,利用不同形式的稳定率表达式评价隧道是否稳定。