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本论文以研究二硼化镁超导体磁通钉扎机理为主,建立理论模型,并用理论模型拟合二硼化镁多晶样品的实验结果。工作内容如下:
1、建立研究二硼化镁磁通钉扎的理论模型(1)超导样品内晶粒的各向异性导致了每个晶粒的上临界场不同。采用蒙特卡洛随机分布来确定二硼化镁超导样品内晶粒的取向并与晶粒取向一致做了比较。我们发现以往将晶粒取向简化为一致与随机分布差异较大。(2)利用Anderson钉扎理论讨论了热激活磁通运动引起的磁弛豫现象对二硼化镁超导样品磁化曲线等的影响以及弛豫不同时间的影响。结果表明,随着磁场的增加,磁弛豫的影响增大。(3)表面钉扎对二硼化镁超导样品的磁化曲线有影响,特别是在低场区,导致了磁滞回线的峰向零场区移动。
2、数值计算结果与实验结果的比较(1)在考虑二硼化镁多晶样品内晶粒取向随机、磁弛豫、表面钉扎影响的基础上,分别对单指数模型、Kramer模型、双指数模型进行了计算并与实验结果比较。通过对比,发现双指数模型拟合的最好,不能用简单的指数模型来描述MgB2多晶样品磁通钉扎,这可能是与二硼化镁超导体本身的双能带结构有着本质上的联系。(2)用双指数模型拟合了5K到35K不同温度二硼化镁超导体的磁化曲线、电流密度以及钉扎力曲线。
3、二硼化镁磁弛豫现象及晶界钉扎的研究(1)利用Anderson钉扎理论得到了二硼化镁多晶样品磁弛豫率与外场及温度的关系。结果表明,随着外场的增加或温度的上升,磁弛豫率均呈上升趋势,并在一定外场或温度下上升速度逐渐加快。(2)晶界钉扎对不同晶粒大小的二硼化镁超导样品的磁化曲线有影响。随着晶粒的细化,晶界钉扎成为不可忽略的因素。