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”.     

超导邻近效应在铁磁层中引起的“0”态到“π”态振荡现象

利用BTK理论和Nambu自旋格林函数方法计算了铁磁/超导结构中铁磁一侧的准粒子局域态密度(DOS)和超导序参量.计算结果表明在铁磁层中超导邻近效应引起了具有超导特征的准粒子局域态密度和非零的超导序参量,随着离界面距离的增加两者都呈现了从"0"态到"π"态的衰减振荡行为并且具有相同的振荡周期.     

铁磁/超导结中铁磁性和超导电性的共存

利用BTK理论以及Nambu自旋格林函数方法计算了铁磁/超导结中的准粒子局域态密度(DOS).计算结果表明在铁磁一侧界面附近超导邻近效应引起了具有超导特征的准粒子局域态密度,而在超导一侧界面附近由反邻近效应引起了自旋相关的DOS,即呈现了一定的磁性.由此判断在结的界面附近有铁磁性和超导电性的共存现象.     

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.     

自旋三重态超导

超导体中的库珀对通常是由一对自旋相反总自旋为零(自旋单态)的电子组成.然而,在某些特殊情况下,超导体中的库珀对可以是自旋三重态,这类超导体被称之为自旋三重态超导体.自旋三重态超导是非常罕见的量子现象,在已经发现的上万种超导体中,仅有几个超导体可能具有三重态配对.近几年,随着拓扑物态研究的深入,三重态超导体因为可能是拓扑超导的载体而越来越多地引起关注.本文简要地总结了几类可能的自旋三重态超导体的物理性质.     

二维Josephson结阵列超导的涡旋Nernst效应

借助于与时间相关的Gintzburg-Landau动力学,数值计算了二维Josephson结阵列的Nernst信号,获得了Nemst信号随温度及磁场变化的规律．在超导转变温度以上发现了较大的Nernst信号．而对于固定的温度而言,Nernst信号则随外加磁场的升高呈现出非单调变化的行为．本研究获得的数值模拟结果与一些铜氧化物高温超导体的实验结果在定性上吻合．     

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。     

超导电流的动量守恒与超导电子对隧道效应

讨论了稳恒电流的动量守恒现象,由此分析了直流约瑟夫森隧道效应。指出,描述约瑟夫森隧道效应的2个基本方程遵循稳恒电流动量守恒定律;约瑟夫森隧道结上的超导电子对质心定向运动速度比隧道结2侧超导体内的超导电子对质心定向运动速度大3个数量级：vS2～1 03 vS1;约瑟夫森隧道结上超导电子对的质心定向运动速度和动量很大的原因在于其运动遵循稳恒电流动量守恒定律;约瑟夫森隧道结上超导电子对质心定向运动速度可以达到费米速度的数量级、其定向运动动能可以达到费米能的数量级,从而使隧道结由超导态转变成正常态。     

铁磁-绝缘层-d波超导结中的自旋电流

考虑到铁磁层中的磁交换作用,以及绝缘层中的粗糙散射、自旋反转和磁散射效应,通过求解Bogoliubov-de-Gennes(BdG)方程,计算铁磁-绝缘层-d波超导结中的自旋电流.研究表明:粗糙界面散射可使自旋流增强,而自旋反转和磁散射效应能抑制自旋流.     

从一个佯谬到一个超导新效应的发现

存在两条超导线，线2的半径是线1的两倍。同种材料，因而它们具有相同的临界电流密度JC和临界磁场BC。现在将两条超导线都通以密度为Jc的超导电流，设它们在两条导线表面产生的磁场为Bc1和Bc2，因为是相同的材料，应该有Bc1=Bc2，但是根据载流导线产生的磁场的计算，我们可以立刻得到Bc1／Bc2=2，这就产生了佯谬(翟氏佯谬)。这个佯谬也可以从另一个角度表述为：对任何一种超导导线，存在一个临界半径，当线的半径超过这个值时，即使超导线的半径再增加，它所能承载的最大超导电流也不能再增大了。显然，这与人们的日常经验与概念相矛盾，也与西尔斯比定则不相符合。对上面佯谬的解答中导致了一个新的超导效应的发现。我们将从精简的理论给出解释，并引用实验结果。     

周期磁场对二维电子气热学输运特性的影响

本文详细讨论了一维调制磁场中二维电子气的热传导系数及热电系数等热力学输运特性．磁场调制部分的存在使二维电子气的热力学输运系数中除了通常的ＳｄＨ振荡特性外还表现出与磁场调制周期相关的新的振荡特性．在低温条件下（Ｔ＝１，２Ｋ），各量均表现出Ｗｅｉｓｓ振荡和通常的ＳｄＨ振荡两种振荡特性．弱磁场（Ｂ０＜０．２Ｔ）时，ＳｄＨ振荡分辨不出来，只有Ｗｅｉｓｓ振荡；稍强磁场（Ｂ０＞０．２Ｔ）时，ＳｄＨ振荡开始出现．在稍高温度（Ｔ＝４，１０Ｋ）条件下，各物理量的ＳｄＨ振荡成份几乎完全消失，只剩下Ｗｅｉｓｓ振荡．     

一维周期调制磁场中二维电子气的热学输运特性

在线性响应理论的框架内讨论了一维调制磁场中二维电子气的热电系数Ｓμｖ，热传导系数ｋμｖ及热阻系数（ｋ＾－１）μｖ等热力学输运特性。结果表明，由于磁场调制部分的存在，使二维电子气的热力学输运系数中除了通常ＳｄＨ振荡特性外，还表现出与磁场调制周期相关的新的振荡特性，即Ｗｅｉｓｓ振荡。     

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。     

f波超导体/绝缘层/f波超导体结中势垒散射对直流Josephson电流的影响

通过计算界面势垒散射强度对直流Josephson电流的影响,研究了f波超导体/绝缘层/f波超导体结的直流Josephson电流与温度T和结两侧晶轴方位角之间的关系.我们发现:f波超导体/绝缘层/f波超导体结界面的势垒强度总是抑制结中准粒子的Andreev反射,降低流过f波超导体/绝缘层/f波超导体结的直流Josephson电流.当结两边晶轴方位角相同时,Josephson电流的振荡周期是2π;特别地,当结两边晶轴方位角不同时,其振荡周期不再是2π,而是会随着势垒强度的增大,振荡周期变小.     

正常金属—绝缘层—无序层—s波超导结中的隧道谱与散粒噪声

考虑到无序层中的体杂质散射以及绝缘界面层的粗糙散射,运用Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程和Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论模型,计算正常金属-绝缘层-无序层-s波超导隧道结系统的微分电导、平均电流和散粒噪声功率,研究表明,无序层中的杂质散射和粗糙界面散射都能抑制系统的微分电导、平均电流和散粒噪声功率。     

超导涡旋系统的非平衡态相变

利用三维各向异性XY模型和电阻分流结动力学,研究了较强钉扎势下第二类层状超导体涡旋系统的非平衡态相变.结果发现,平衡态的涡旋玻璃相可在电流驱动下转变为运动玻璃相.在低温下系统经历了三次相变:随电流的增加,系统首先从运动涡旋玻璃相转变为运动Bragg玻璃相,再转变为运动Smectic相,最后融化为运动液体相.     

模糊相似矩阵的特征值与特征向量

提出了求模糊相似矩阵R的特征值及其所对应的特征向量的可行方法,揭示R的特征值与基于R的系统聚类的水平、基元与对应于R的完备赋权图的最大树的边长之间的等价关系,指出R的特征向量与基于R的系统聚类的类之间的一对一关系。