PDF《高温超导体磁通动力学和混合态相图（ ！）》

! #: 物理 评- 述 高温超导体磁通动力学和混合态相图 (!) ! 闻- 海- 虎.

(中国科学院物理研究所- 超导国家重点实验室- 北京- /00010) 摘- 要- - 文章简要介绍了高温超导体磁通动力学和混合态物理在过去十余年的发展&

高温超导体由于其自身的 一些特点, 使得它与常规超导体相比较拥有极其丰富的相图, 磁通动力学也表现出了非常丰富的研究内容, 很多新 的概念被提出, 新的现象被观察到&

比如说涡旋玻璃态, 集体钉扎和蠕动, 磁通格子的一级和二级熔化相变, 布拉格 玻璃, 峰值效应, 二维涡旋饼态, 2345#!43, 磁通运动等等, 均是在高温超导体发现之后提出来的新的概念或新发现 的现象&

有些研究结果目前尚无定论, 如关于涡旋玻璃态存在与否的争论至今仍然在进行, 但是这些研究内容无疑 会大大促进超导物理的发展&

高温超导体磁通动力学纷繁复杂的研究内容可以归结为三个相互关联的数字: 6),78'

9: 数(!+ ;

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/ 和.*),人们不难得到超导体的磁化强度 . 随时间的对数依赖关系, 即.(+, /)$ . (+, *5+ (2 (+) /3 / /%

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) 式中 /% 由%% 等因子决定- 当人们把上面的方程用于 高温超导体在低温下的数据时, 发现还基本上符合, 但是到中温和高温区, 这一关系明显得不到满足- 人 们从实验数据中总结出了大量的经验性的规律, 如(()) *'

1 ) % 关系, 给理论研究人员以很大的启示- 就 在此后不久, 美国 K5L 的M0E(6= 等人和原苏联 H13N >

1. 理论研究所的 403FO.= 和P6E(O63Q603 等人相继 提出了涡旋玻璃理论 ['

7] 和集体蠕动( 钉扎 ) ['

8] 的 理论, 从而开创了高温超导体中磁通动力学研究的新 的思路- 这两个理论可以说是异途同归, 都能很好地 ・ ! ・ 评! 述! #: 物理 解释高温超导体的磁通动力学, 但是涡旋玻璃理论更 加接近物理本质&

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0 1,23456, 模型中的基本假设是参与运动 的磁通线或磁通束的体积不随电流变化&

这在磁通 线的刚性较强和单元钉扎中心较强时是基本成立 的, 尽管物理本质上也是不对的( 未考虑到磁通运 动与超导长程相位关联的破坏 ) &

但是, 在高温超导 体中, 磁通线( 束 )比较柔软而且单元钉扎中心较 弱且密度很高, 这就构成了众多的钉扎中心对磁通 线的集体钉扎&

当外加的电流密度 ! 与临界电流密 度!+ 接近时, 最可能跳跃的长度是集体钉扎的长度 +

7 ! (!+

8 !)

9 8 : ;

可是, 当!+!+ 时, 最佳的跳跃方式是 一段较长的磁通线或较粗的磁通束从外电流中获取 能量而跳过一个不太高的势垒 # (!) &

这就意味着磁 通的最佳跳跃长度或体积会随着 ! 的变化而改变&

;

),6 薄膜中存在这种标度&

图>

(*) 和图 >

(F) 给出了 D6, 等人 [.8] 在E(. 3*B>

薄膜上 测量到的数据&

他们发现, 强磁场会破坏超导层间的 GH46#!4H, 耦合, 从而使磁通体系变成真正的二维涡 旋饼, 它们所构成的涡旋体系的融化温度为 1C [.8] &

最近, I*J] , 对于 A/ 性质较强的 ?3*. @'

A B8 K &

超导体, 在欠掺杂区, 各向异性度较大 时, 其输运性质也表现出 ./ 涡旋玻璃的标度行为&

可见, 高温超导体的双层铜氧面本身就是超导的&