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本文采用数值计算方法,借助交流磁化率工具,研究了存在磁通蠕动时的超导体的表面位垒和不均匀性.主要的结论如下:
首先,提出了一个包含了磁通蠕动的表面钉扎位垒模型,并进行了数值模拟.结果显示,在基波交流磁化率曲线的实部和虚部分别出现了一个谷并且它们处于不同的温度,这和传统的由临界电流密度峰效应所导致地交流磁化率曲线的谷效应相悖,因此是一种全新的谷效应.同时,这两个谷的温度和深度都随着表面位垒的增强而增加并且实部可能会出现小于-1的异常情况,对此,利用磁通分布和演化图进行了合理而富有启发性的解释.另外,表面位垒和磁通蠕动共同作用,导致三次谐波曲线的实部和虚部除了一个正峰外,还出现一个负峰,并且这两个峰的比例随着表面位垒的强度有规律地变化.所有这些典型特征都表明,交流磁化率方法是一种有效的探测和鉴别表面位垒的工具.对Bi2Sr2CaCu2O8单晶样品的实验证实了主要计算结果.
其次,借助交流磁化率工具,采用数值计算方法,重点研究了临界温度(Tc)不均匀超导体在磁通蠕通存在时的性质,并和临界电流密度(jc)不均匀超导体进行了比较.模拟显示,两种不均匀性都能导致交流磁化率曲线的实部上出现一个台阶,但是这个台阶的转折点并不是材料的转变温度.同时,两种不均匀性都能导致交流磁化率曲线的虚部出现两个峰.对这两个峰进行比较,发现,只有临界温度的不均匀性才能导致第二峰(高温峰)小于第一峰(低温峰)这一典型现象,并且进一步的计算表明,只要样品中存在临界温度不均匀性,通过改变外加交流磁场振幅频率等测量参数,一定可以观测到这一典型现象.由此得到了一个判别两Tc超导体的实用判据,这使得可以对大量以前发表的实验数据进行重新分析.