高溫超導異質(zhì)結(jié)中的自旋注入效應及磁通動力學研究.pdf

1、近年來，高溫超導異質(zhì)結(jié)，特別是高溫超導與強關聯(lián)體系組成的異質(zhì)結(jié)的研究引起了人們的廣泛關注，因為在這些異質(zhì)結(jié)構中，由于不同類型的有序態(tài)之間（如超導電性、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。研究高溫超導異質(zhì)結(jié)，不僅可以基于其實現(xiàn)高溫超導自旋電子器件的實際應用，還有助于人們深入理解高溫超導這一強關聯(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/錳氧化物異質(zhì)結(jié)中不同極化取向

2、的自旋注入效應對高溫超導層的超導電性、釘扎機制、磁通相變等的影響。另外，我們對基于高溫超導的肖特基結(jié)的整流特性也進行了相關研究。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體的超導電性及磁通動力學，著重介紹了高溫超導體系中的不同釘扎機制及磁通相變，結(jié)合高溫超導異質(zhì)結(jié)，特別是自旋注入效應的研究進展，討論了自旋注入效應對超導電性及釘扎特性的影響。最后還介紹了高溫超導基肖特基結(jié)中的研究進展。
　

3、　第二章主要是制備了La0.7Sr0.3MnO3/La1.85Sr0.15CuO4高溫超導/錳氧化物異質(zhì)結(jié)，并通過電極構型的設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型，研究了不同極化取向的自旋注入對超導電性的影響，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/L

4、a1.85Sr0.15CuO4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

5、作用。
　　第四章主要是在不同注入的電極構型下利用I-V曲線標度的方法研究了La0.7Sr0.3MnO3/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，我們構造了

6、體系的磁通相圖，發(fā)現(xiàn)自旋注入效應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，獲得了超導能隙的值。另外，我們還通過不同磁場取向下的