高温超导异质结论文_张明佳

导读:本文包含了高温超导异质结论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:超导,高温,超导体,涡旋,电荷,氧化物,密度。

高温超导异质结论文文献综述

张明佳^[1]（2015）在《高温超导异质结中的自旋注入效应及磁通动力学研究》一文中研究指出近年来,高温超导异质结,特别是高温超导与强关联体系组成的异质结的研究引起了人们的广泛关注,因为在这些异质结构中,由于不同类型的有序态之间(如超导电性、铁磁性、铁电性)的共存与竞争,会使得体系表现出一系列丰富而又新奇的物理现象。研究高温超导异质结,不仅可以基于其实现高温超导自旋电子器件的实际应用,还有助于人们深入理解高温超导这一强关联体系中所蕴含的丰富的物理内涵。在本论文中,我们主要研究了高温超导/锰氧化物异质结中不同极化取向的自旋注入效应对高温超导层的超导电性、钉扎机制、磁通相变等的影响。另外,我们对基于高温超导的肖特基结的整流特性也进行了相关研究。本论文的内容共包含五章,各章的内容概括如下：第一章内容主要是介绍了高温超导体的超导电性及磁通动力学,着重介绍了高温超导体系中的不同钉扎机制及磁通相变,结合高温超导异质结,特别是自旋注入效应的研究进展,讨论了自旋注入效应对超导电性及钉扎特性的影响。最后还介绍了高温超导基肖特基结中的研究进展。第二章主要是制备了La0.7Sr0.3MnO3/La1.85Sr0.15CUO4高温超导/锰氧化物异质结,并通过电极构型的设计在同一个样品上实现了自旋注入的调控。利用这种特殊的电极构型,研究了不同极化取向的自旋注入对超导电性的影响,发现了在注入准粒子的自旋取向沿着CuO面时对超导电性的抑制作用最大。揭示了不同极化取向的准粒子与高温超导铜氧化物中局域的面内反铁磁涨落的不同相互作用。第叁章研究了La0.7Sr0.3MnO3/La1.85Sr0.15CUO4异质结中的钉扎机制,基于各向异性有效质量G-L模型对不同磁场方向下的临界电流密度的拟合,发现了在H//c附近随机分布缺陷钉扎的贡献使得Jc(θ)变化趋势可用G-L拟合,而在H//ab本征钉扎的贡献却使得Jc偏离G-L拟合；而对于随机分布缺陷引入的钉扎,我们发现超导序参量涨落(δTc钉扎)及平均自由程的改变(δl钉扎)这两种钉扎机制在异质结中共存,并且在自旋注入的情况下由于拆对作用的存在使得δTc钉扎更占主导作用。第四章主要是在不同注入的电极构型下利用Ⅰ-Ⅴ曲线标度的方法研究了La0.7Sr0.3MnO/La1.85Sr0.15CuO4异质结中的涡旋玻璃相变及磁通相图。通过不同维度的涡旋玻璃标度理论,我们发现体系中的涡旋玻璃态表现出叁维的特性,特别是在自旋注入的情况下,这可能是由于不同极化取向的自旋与LSCO反铁磁涨落之间的不同相互作用使得体系的各向异性明显降低；基于标度得到的涡旋玻璃转变场与输运测量得到的上临界场,我们构造了体系的磁通相图,发现自旋注入效应使得相图中的相变线明显地向低温低场方向移动,并且在H//ab面时对涡旋玻璃转变场的抑制更为明显。第五章研究了高温超导与铌掺杂钛酸锶衬底组成的YBa2Cu3O7-δ/Nb:SrTiO3异质结的整流特性,通过不同温度下的Ⅰ-Ⅴ曲线中得到了开启电压随温度的变化,发现在超导转变温度下开启电压存在明显的偏离正常态时的变化规律,基于开启电压的相对变化,获得了超导能隙的值。另外,我们还通过不同磁场取向下的Ⅰ-Ⅴ曲线得到了超导能隙的各向异性,发现基于能隙值获得的体系各向异性与同一个样品上输运方法得到的上临界场各向异性非常接近,确认了利用高温超导肖特基结探测能隙的可行性。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2015-05-01）

孟豪^[2]（2011）在《高温超导及铁磁/超导异质结中电子输运的理论研究》一文中研究指出随着自旋电子学的发展以及信息存储和数据传输的量子器件的不断开发和利用,近年来人们对电子自旋极化流的输运、控制和操纵产生了极大的兴趣。我们考虑主要可以通过两种途径来达到以上目的:其中一种途径是利用自旋相关的输运现象—自旋轨道耦合作用引起的自旋霍尔效应来产生和输运自旋极化流。另外一个途径是在铁磁/超导隧道结及其多层结构中通过铁磁-超导界面处的自旋倒易散射实现超导体内的偶频单重Cooper对向铁磁体内的相同自旋的奇频叁重对的转变最终达到对铁磁体内自旋流的操纵。本文基于Bogoliubov-de Gennes理论,分别研究了自旋轨道耦合相互作用对不同掺杂度高温超导体涡旋电荷符号以及局域态密度的影响,并针对不同结构的铁磁/金属超导异质结中目前存在的主要问题进行了研究和讨论。论文主要包括以下几方面内容:(1)在反铁磁序与d波超导电性具有相互竞争作用的有效模型哈密顿量中引入自旋轨道耦合项,通过自洽求解实现模型哈密顿量的对角化;以研究自旋轨道耦合作用对不同掺杂水平的高温超导体中反铁磁性、涡旋电荷分布及涡旋芯处局域态密度的影响。我们的结果表明,自旋轨道耦合能够使准粒子的自旋简并劈裂并诱导一个自旋倒易过程,该过程能够产生一个自旋向上和自旋向下隧道之间的转换。从而可以引起涡旋芯处的一个双峰态密度谱和涡旋电荷符号的改变。此结果可以解释扫描隧道显微镜实验的YBa_2Cu_3O_(7-x)微分电导谱和核磁共振实验中的反铁磁序和电荷序共存现象。(2)通过对角化平均场模型哈密顿量研究铁磁/超导/铁磁结构中局域态密度随铁磁体交换场强度的变化。我们的研究发现:(a)交换场I=0时(即铁磁体为正常金属),自旋单重对f 3 = (↑↓-↓↑) 2可以穿入超导体内一个超导相干长度,从而在正常金属内产生一个子能隙。另外由于反邻近效应超导体内的能隙会有所减少。(b)交换场I=0.3Δ0 (Δ0是超导对势)时,由于塞曼效应使得正常金属内产生的能隙发生劈裂,从而在局域态密度谱中产生4个峰。(c)交换场I=0.74Δ0时,由于f3在铁磁体内的振荡可以实现局域态密度在“0”态“π”之间的转变。(d).随着交换场I继续增大f3在铁磁体内快速振荡衰减,并在I足够大时,f3通过界面在铁磁内传播很短距离便衰减为0,从而导致超流无法穿过F/S/F结。(3)我们在已有的平均场哈密顿量中引入界面自旋倒易散射势,从而研究铁磁/超导/铁磁结构中倒易势对态密度谱的影响。我们发现倒易散射能够导致铁磁/超导界面附近电子自旋混合,能够实现s波单重对和奇频叁重对之间的转换。另外,通过带间和带内的安德鲁反射能够产生具有子能隙能(±εb)的安德鲁束缚态,这使得态密度谱中增加了一个自旋决定的子能隙峰。能量在±εb处的弹性共振隧穿增强了局域传导,当它与交错安德鲁效应竞争时将会导致非局域微分电导符号的改变。(4)通过对角化平均场模型哈密顿量研究被两个传统的s-波超导电极所夹的钬(Ho)-钴(Co)-钬(Ho)叁层铁磁结构中自旋叁重对的隧穿过程。我们的研究表明具有自旋极化散射势的Ho层表现为一个自旋活跃的源区,该区域能够激活输运中的库珀对的自旋自由度并控制自旋单重对和奇频叁重对之间的转化,从而导致相同自旋叁重超流对Ho铁磁层的磁性结构的有序依赖。我们发现一个对称的磁性结构可以产生相同的自旋极化散射势,其能够增强相同的自旋叁重对的隧穿。反对称结构将会在左侧和右侧Ho/Co界面处产生相反的电子自旋带劈裂,从而抑制叁重对的隧穿。叁重超流的振幅随Ho层厚度的变化显示出尖锐的峰,而当Co层的厚度保持在叁重对的相干长度范围时叁重超流显示一个平台,这与最近实验观测的结果很好的符合。(本文来源于《上海大学》期刊2011-09-01）

高温超导异质结论文开题报告

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

随着自旋电子学的发展以及信息存储和数据传输的量子器件的不断开发和利用,近年来人们对电子自旋极化流的输运、控制和操纵产生了极大的兴趣。我们考虑主要可以通过两种途径来达到以上目的:其中一种途径是利用自旋相关的输运现象—自旋轨道耦合作用引起的自旋霍尔效应来产生和输运自旋极化流。另外一个途径是在铁磁/超导隧道结及其多层结构中通过铁磁-超导界面处的自旋倒易散射实现超导体内的偶频单重Cooper对向铁磁体内的相同自旋的奇频叁重对的转变最终达到对铁磁体内自旋流的操纵。本文基于Bogoliubov-de Gennes理论,分别研究了自旋轨道耦合相互作用对不同掺杂度高温超导体涡旋电荷符号以及局域态密度的影响,并针对不同结构的铁磁/金属超导异质结中目前存在的主要问题进行了研究和讨论。论文主要包括以下几方面内容:(1)在反铁磁序与d波超导电性具有相互竞争作用的有效模型哈密顿量中引入自旋轨道耦合项,通过自洽求解实现模型哈密顿量的对角化;以研究自旋轨道耦合作用对不同掺杂水平的高温超导体中反铁磁性、涡旋电荷分布及涡旋芯处局域态密度的影响。我们的结果表明,自旋轨道耦合能够使准粒子的自旋简并劈裂并诱导一个自旋倒易过程,该过程能够产生一个自旋向上和自旋向下隧道之间的转换。从而可以引起涡旋芯处的一个双峰态密度谱和涡旋电荷符号的改变。此结果可以解释扫描隧道显微镜实验的YBa_2Cu_3O_(7-x)微分电导谱和核磁共振实验中的反铁磁序和电荷序共存现象。(2)通过对角化平均场模型哈密顿量研究铁磁/超导/铁磁结构中局域态密度随铁磁体交换场强度的变化。我们的研究发现:(a)交换场I=0时(即铁磁体为正常金属),自旋单重对f 3 = (↑↓-↓↑) 2可以穿入超导体内一个超导相干长度,从而在正常金属内产生一个子能隙。另外由于反邻近效应超导体内的能隙会有所减少。(b)交换场I=0.3Δ0 (Δ0是超导对势)时,由于塞曼效应使得正常金属内产生的能隙发生劈裂,从而在局域态密度谱中产生4个峰。(c)交换场I=0.74Δ0时,由于f3在铁磁体内的振荡可以实现局域态密度在“0”态“π”之间的转变。(d).随着交换场I继续增大f3在铁磁体内快速振荡衰减,并在I足够大时,f3通过界面在铁磁内传播很短距离便衰减为0,从而导致超流无法穿过F/S/F结。(3)我们在已有的平均场哈密顿量中引入界面自旋倒易散射势,从而研究铁磁/超导/铁磁结构中倒易势对态密度谱的影响。我们发现倒易散射能够导致铁磁/超导界面附近电子自旋混合,能够实现s波单重对和奇频叁重对之间的转换。另外,通过带间和带内的安德鲁反射能够产生具有子能隙能(±εb)的安德鲁束缚态,这使得态密度谱中增加了一个自旋决定的子能隙峰。能量在±εb处的弹性共振隧穿增强了局域传导,当它与交错安德鲁效应竞争时将会导致非局域微分电导符号的改变。(4)通过对角化平均场模型哈密顿量研究被两个传统的s-波超导电极所夹的钬(Ho)-钴(Co)-钬(Ho)叁层铁磁结构中自旋叁重对的隧穿过程。我们的研究表明具有自旋极化散射势的Ho层表现为一个自旋活跃的源区,该区域能够激活输运中的库珀对的自旋自由度并控制自旋单重对和奇频叁重对之间的转化,从而导致相同自旋叁重超流对Ho铁磁层的磁性结构的有序依赖。我们发现一个对称的磁性结构可以产生相同的自旋极化散射势,其能够增强相同的自旋叁重对的隧穿。反对称结构将会在左侧和右侧Ho/Co界面处产生相反的电子自旋带劈裂,从而抑制叁重对的隧穿。叁重超流的振幅随Ho层厚度的变化显示出尖锐的峰,而当Co层的厚度保持在叁重对的相干长度范围时叁重超流显示一个平台,这与最近实验观测的结果很好的符合。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。