超导体磁滞回线峰效应的数值计算及其机理研究

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本论文采用数值计算方法研究了磁通扩散过程、磁通钉扎和磁通蠕动对恒温磁滞回线的影响;考虑到钉扎势Uo和临界电流密度jc与磁场B的关系,我们模拟出不同Uo-B和jc一B关系下的恒温磁滞回线,并对其中峰效应的产生机理进行了探讨。最后采用集体钉扎理论中的Uo-B和jc一B关系,模拟出恒温磁滞回线,并将其与单晶YBa2Cu307-δ(YBaCuO)样品的磁测量结果进行了对比,进一步证实前面对峰效应产生机理研究的正确性。主要内容如下:   第一章主要介绍了高温超导铜氧化物YBa2 Cu3 07-δ和Bi2Sr2CaCu208+δ以及新发现的新型铁基超导体的峰效应,以及人们对峰效应的产生机理的各种解释,并从各个方面对比了高温超导铜氧化物和铁基超导体及其峰效应。   第二章主要计算了理想临界态Bean模型和Kim-Anderson模型下的恒温磁滞回线,分别研究了这两种模型下临界电流密度jc对恒温磁滞同线的形状和大小的影响,特别讨论了jc随磁场变化对恒温磁滞回线峰效应的影响。   第三章主要研究了磁通扩散过程对恒温磁滞回线的影响。首先用数值计算方法模拟出UO和jc均与B无关时的恒温磁滞同线,发现了零场峰效应,从磁通扩散角度分析了恒温磁滞同线中零场峰的起源。又计算了Uo与B无关、jc随B下降(Kim-Anderson模型)时的恒温磁滞回线,研究了磁通扩散和磁通钉扎对恒温磁滞回线峰效应的共同影响。   第四章主要研究了磁通蠕动对恒温磁滞同线的影响。首先计算出Uo与B成线性关系而jc与磁场无关时的恒温磁滞回线,发现了零场峰效应和鱼尾效应,从磁通扩散和磁通蠕动两方面分析了磁滞同线中的零场峰效应和鱼尾效应的起源。在计算Uo与B成线性关系、jc随磁场下降(Kim-Anderson模型)的恒温磁滞同线时,结果发现:当jc中的参数Bo选取不同的值时,恒温磁滞回线在较高场区可能出现鱼尾效应或第二磁化峰效应,还画出了单双峰区域的相图,最后从磁通扩散、磁通蠕动和磁通钉扎三方面分析了恒温磁滞同线中的第二磁化峰效应的起源。   第五章用集体钉扎理论中的Uo-B和jc一B关系模拟了恒温磁滞回线。计算结果表明:恒温磁滞回线中第二磁化峰出现与否取决于Uo和jc中参数的选取。并分别探讨了恒温磁滞同线中零场峰和 第二磁化峰的影响因素,最后将模拟的恒温磁滞同线与单晶YBa2Cu307-δ和Ba(Fe1-xCox)2As2单晶样品的磁测量结果进行了对比,进一步证实了我们的结论。   第六章主要对恒温磁滞回线中峰效应的产生机理进行总结,并对超导体峰效应的后续研究工作提出一些个人的观点。
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