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自二硼化镁(MgB<,2>)超导电性发现以来,其超导机理和性质一直是人们研究和关心的问题,也进行了大量实验和理论的探索。但有关MgB:超导体,尤其是薄膜样品钉扎力、临界电流等方面的众多问题,由于其自身的双能带(two-band/gap)结构的原因,至今还没有确切的答案。本论文采用London磁通线模型和Ginzburg-Landau理论模型,分别计算二硼化镁的元钉扎力,用求和理论得出单能带和双能带下二硼化镁磁通钉扎力的表达形式。将通过理论得出的单能带和双能带钉扎力曲线跟通过实验数据得到的钉扎力曲线进行比较,得到双能带结构对MgB2磁通钉扎的影响。具体内容如下:
1、通过研究MgB2双能带结构的特点,得到了两个能带(π band和σ band)各自的临界温度、上临界磁场等参量;同时对上临界磁场各向异性进行了讨论,得到两个能带的贡献比随温度和磁场的变化情况。
2、根据London模型和GL模型的适用条件,在低场区和高场区分别采用London模型和GL模型计算元钉扎力。对元钉扎力直接求和得到MgB<,2>的磁通钉扎力,以σ band的钉扎力做为MgB<,2>单能带情况下的钉扎力,以π band和σ band的钉扎力按贡献比相加所得的值做为MgB<,2>双能带情况下的钉扎力。得到MgB<,2>单能带和双能带情况下的磁通钉扎力的理论表达式。
3、由双能带结构的特点和计算模型可知,能带在钉扎力的计算当中体现为上临界场和贡献比的影响。由计算模型,画出不同情况下(临界场和贡献比的不同取值)单、双能带下钉扎力随温度和磁场的变化曲线。
4、采用超导量子干涉仪(SQUID)测量不同温度下MgB<,2>薄膜样品的磁滞回线,结合Bean模型可以得到钉扎力的行为曲线。将理论计算的单、双能带下钉扎力曲线跟实验得到的曲线进行比较,得出双能带结构对MgB<,2>磁通钉扎的影响。