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超导自1911年被发现以来,一个世纪之内都是物理学家们研究的重点课题。其中,由于超导性和铁磁性在物理机制上的不相容性,使得寻找这两者之间的共存引起人们的很大兴趣。直到本世纪,在一些大块铁磁材料中测量到了超导电性,这个发现立刻成为了热点,近几年在这个方面的研究很多,但很多问题尚且存在争议。本文针对铁磁超导体的Josephson效应进行了研究,发现了一些新的现象,这些结果,可以对实验能有所帮助,也可以对一些铁磁超导体的争议问题进行些探讨,诸如超导配对机制等。 文章主要分为四个部分,在第一章中,开始介绍了超导的历史,包括其发现,理论,实验和材料方面,随后介绍论文所涉及到的物理概念和理论,这方面主要有Bardeen,Cooper和Schrieffer的理论(BCS理论),Cooper对,Josephson效应,Andreev反射,以及Blonder,Tinkham和Klapwijk的理论(BTK理论),相关的一些概念,如超导的隧道结,超导性和铁磁性的竞争机制等,也随之一同作了介绍。 第二章主要讲述铁磁性和超导性的共存,其中包括,常规超导体在磁场中具有抗磁性的Meissner效应,以及FFLO态在狭小范围内两种性质能够共存,还有在铁磁和超导的层状结构中对两者共存的研究,到最近有超导电性的铁磁材料的出现。这两种性质,微观理论上是一种相反的物理机制,从而使这种共存显得尤为困难。因此带超导性的铁磁材料的发现具有相当的重要性,于是对这种材料的背景进行了较为详细的介绍,同时,对其可能的配对机制,自旋单态配对和三重态配对,也都做了说明。 第三章扩展BTK理论,采用Furusaki-Tsukada型公式计算了由铁磁超导体组成的隧道结中的Josephson效应,电流相位关系是一个用于描述Josephson效应标志性的物理量,本章计算了铁磁超导隧道结在多种序参量情况下的超电流,发现了一些新型的电流相位关系。并认为这是由于序参量和内相位因子的对称性引起的结果。 在第四章中,运用了和上一章基本一致的方法,计算了铁磁超导隧道结中Josephson电流的各向异性,明确超导的各向异性,对超导的配对机制的确定有一定的意义,通过计算铁磁超导隧道结的超电流,计算了ZrZn2材料在某些情况下各向异性的电流相位关系,结果表明,在铁磁超导组成的Josephson隧道结中,不同的取向,可以产生电流不同的0和π结,也可以产生多种周期的电流相位关系。