本文關(guān)鍵詞：高溫超導(dǎo)異質(zhì)結(jié)中的自旋注入效應(yīng)及磁通動力學(xué)研究

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【摘要】：近年來,高溫超導(dǎo)異質(zhì)結(jié),特別是高溫超導(dǎo)與強關(guān)聯(lián)體系組成的異質(zhì)結(jié)的研究引起了人們的廣泛關(guān)注,因為在這些異質(zhì)結(jié)構(gòu)中,由于不同類型的有序態(tài)之間(如超導(dǎo)電性、鐵磁性、鐵電性)的共存與競爭,會使得體系表現(xiàn)出一系列豐富而又新奇的物理現(xiàn)象。研究高溫超導(dǎo)異質(zhì)結(jié),不僅可以基于其實現(xiàn)高溫超導(dǎo)自旋電子器件的實際應(yīng)用,還有助于人們深入理解高溫超導(dǎo)這一強關(guān)聯(lián)體系中所蘊含的豐富的物理內(nèi)涵。 在本論文中,我們主要研究了高溫超導(dǎo)/錳氧化物異質(zhì)結(jié)中不同極化取向的自旋注入效應(yīng)對高溫超導(dǎo)層的超導(dǎo)電性、釘扎機制、磁通相變等的影響。另外,我們對基于高溫超導(dǎo)的肖特基結(jié)的整流特性也進行了相關(guān)研究。本論文的內(nèi)容共包含五章,各章的內(nèi)容概括如下： 第一章內(nèi)容主要是介紹了高溫超導(dǎo)體的超導(dǎo)電性及磁通動力學(xué),著重介紹了高溫超導(dǎo)體系中的不同釘扎機制及磁通相變,結(jié)合高溫超導(dǎo)異質(zhì)結(jié),特別是自旋注入效應(yīng)的研究進展,討論了自旋注入效應(yīng)對超導(dǎo)電性及釘扎特性的影響。最后還介紹了高溫超導(dǎo)基肖特基結(jié)中的研究進展。 第二章主要是制備了La0.7Sr0.3MnO3/La1.85Sr0.15CUO4高溫超導(dǎo)/錳氧化物異質(zhì)結(jié),并通過電極構(gòu)型的設(shè)計在同一個樣品上實現(xiàn)了自旋注入的調(diào)控。利用這種特殊的電極構(gòu)型,研究了不同極化取向的自旋注入對超導(dǎo)電性的影響,發(fā)現(xiàn)了在注入準粒子的自旋取向沿著CuO面時對超導(dǎo)電性的抑制作用最大。揭示了不同極化取向的準粒子與高溫超導(dǎo)銅氧化物中局域的面內(nèi)反鐵磁漲落的不同相互作用。 第三章研究了La0.7Sr0.3MnO3/La1.85Sr0.15CUO4異質(zhì)結(jié)中的釘扎機制,基于各向異性有效質(zhì)量G-L模型對不同磁場方向下的臨界電流密度的擬合,發(fā)現(xiàn)了在H//c附近隨機分布缺陷釘扎的貢獻使得Jc(θ)變化趨勢可用G-L擬合,而在H//ab本征釘扎的貢獻卻使得Jc偏離G-L擬合；而對于隨機分布缺陷引入的釘扎,我們發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)序參量漲落(δTc釘扎)及平均自由程的改變(δl釘扎)這兩種釘扎機制在異質(zhì)結(jié)中共存,并且在自旋注入的情況下由于拆對作用的存在使得δTc釘扎更占主導(dǎo)作用。 第四章主要是在不同注入的電極構(gòu)型下利用Ⅰ-Ⅴ曲線標度的方法研究了La0.7Sr0.3MnO/La1.85Sr0.15CuO4異質(zhì)結(jié)中的渦旋玻璃相變及磁通相圖。通過不同維度的渦旋玻璃標度理論,我們發(fā)現(xiàn)體系中的渦旋玻璃態(tài)表現(xiàn)出三維的特性,特別是在自旋注入的情況下,這可能是由于不同極化取向的自旋與LSCO反鐵磁漲落之間的不同相互作用使得體系的各向異性明顯降低；基于標度得到的渦旋玻璃轉(zhuǎn)變場與輸運測量得到的上臨界場,我們構(gòu)造了體系的磁通相圖,發(fā)現(xiàn)自旋注入效應(yīng)使得相圖中的相變線明顯地向低溫低場方向移動,并且在H//ab面時對渦旋玻璃轉(zhuǎn)變場的抑制更為明顯。 第五章研究了高溫超導(dǎo)與鈮摻雜鈦酸鍶襯底組成的YBa2Cu3O7-δ/Nb:SrTiO3異質(zhì)結(jié)的整流特性,通過不同溫度下的Ⅰ-Ⅴ曲線中得到了開啟電壓隨溫度的變化,發(fā)現(xiàn)在超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度下開啟電壓存在明顯的偏離正常態(tài)時的變化規(guī)律,基于開啟電壓的相對變化,獲得了超導(dǎo)能隙的值。另外,我們還通過不同磁場取向下的Ⅰ-Ⅴ曲線得到了超導(dǎo)能隙的各向異性,發(fā)現(xiàn)基于能隙值獲得的體系各向異性與同一個樣品上輸運方法得到的上臨界場各向異性非常接近,確認了利用高溫超導(dǎo)肖特基結(jié)探測能隙的可行性。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O469;O511

【共引文獻】

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本文編號：1147120