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毕业设计开题报告77674582毕业设计(论文)开题报告
学院理学院
专业应用物理学
学号 07123134
姓名邢前程
指导教师周世平
日期二○一二年四月九日
课题名称
介观超导涡旋物质和磁通周期性研究
课题来源
国家自然科学基金 10904089
60971053
一、课题背景及意义
(课题的立题依据及研究意义)
自二十世纪九十年代初以来,随着纳米技术的发展,介观超导体成为一个新兴的研究领域。所谓介观超导体是指它的尺寸可与相干长度(ξ)或穿透深度(λ)相比较。与宏观超导体相比,由于介观样品有很强的边界效应,它们的涡旋态在很大程度上受样品的尺寸和形状的影响。我们可以运用Ginzburg-Landau理论,在de Gennes边界条件下研究薄介观环的涡旋态和涡旋电荷的性质。
,开拓了一个新的超导物理领域。直到50年代,超导只是作为探索自然界存在的现象和规律在研究,1957年,BCS理论的建立揭示了漫长时期以来尚未清楚的超导起因。1954年Matthias发现新型的A-15型超导化合物Nb3Sn,1961年Kunzler将Nb3Sn制成高场磁体,开辟了超导在强电中的应用,特别是1962年Josephson效应的出现,将超导应用推广到一个崭新的领域。从70年代起人们注意力转向寻找高临界温度Tc(液氮温区)超导体,在周期表上排列、组队成各种二元、三元合金或化合物,但进展一直不大,人们又去找四元化合物,仍无成效,1973年找到的最高Tcshi ,此后到1985年这个记录一直不变。1986年4月Bednorz和Muller开创了超导新纪元,他们发现了La-Ba-Cu氧化物超导体,随后朱经武等和赵忠贤等得到Tc高于90K的Y-Ba-Cu氧化物超导体,使得超导体在液氮区的应用变为现实。
在过去二十年,基于超导涡旋物质的理论和实验研究已成为介观超导体研究热点之一。磁通周期性和磁通量子化是我们理解超导体基本性质的重点,也是许多实际应用的基础。深入开展介观超导体系中的涡旋物质和磁通周期性研究,能够更深刻的揭示复杂介观超导体系中磁通涡旋态性质以及量子输运行为。还有助于澄清涡旋态反常实验现象,解决实验观测结果与理论上的分歧。其中对于涡旋-涡旋之间的相互作用、涡旋-边界相互作用、几何尺寸以及对称性诱发产生的效应等研究使得介观超导体同时在基础性研究和可能的磁通量子应用方面备受瞩目。例如,对单磁通量子的操控,这类似于在纳微电子学中对电子的操控。同时,该研究还可以预知新结果,进一步指导实验,对发展超导电子学技术具有重要的基础意义。此外,对其他相关体系,如玻色-爱因斯坦凝聚[1]、铁基高温超导体[2]及其它超导材料等,都具有很好的借鉴作用。
二、课题研究现状及发展趋势
(课题研究领域的发展现状及可能的发展方向)
由于最近纳米制造技术和测量技术的进步,对于介观超导特性的研究已成为可能。1962年,Little和Parks研究了在轴向磁场下的细线环。Berger和Rubinstein采用非线性Ginzburg-Landau(GL)理论研究了非均匀介观超导环。尽管推导得到的两个GL等式是为了描述临界点附近的超导电性,但是也有研究表明该理论在较大温度或磁场范围内都是有效的。他们发现盘的有限厚