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约瑟夫森结电流特性的研究

作　者: 张志刚
导　师: 梁芳营
学　校: 烟台大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 超导体约瑟夫森结修正的BTK理论
分类号: O511
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

超导体除了能够作为无电阻导线传输电流外,由其组成的约瑟夫森结也是超导量子干涉仪和其他超导器件的关键元件,所以研究约瑟夫森结的性质对超导的发展及应用具有相当重要的意义。本文主要通过修正的BTK理论和BdG方程,从微观角度计算了约瑟夫森结在不同势垒情况下的电子载荷子透射、反射几率和遂穿电流、微分电导特性。本文第一章以第一类超导体为例,对超导体的发展历史、基本特性、发展现状及应用做了简单的、唯像的说明；第二章则简要的介绍了几种约瑟夫森结、约瑟夫森效应及其在实际中的应用,并对约瑟夫森效应的基本公式做了推导,之后阐述和计算了磁场、绝缘层厚度和温度等外界条件对约瑟夫森结临界电流的影响,并描绘出了它们的特性曲线图；第三章首先对Andreev反射、修正的BTK理论和BdG方程做了简单的介绍,之后运用修正的BTK理论和BdG方程从微观角度对约瑟夫森结在不同入射情况及不同势垒情况下的粒子透射、反射几率及电流、微分电导特性做了详细的计算和讨论。本文第四章首先对存在外磁场的约瑟夫森电流做了详细的计算,之后对其进行了详细的讨论,得出与实验结果相一致的结果。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
1 超导的基本特性  7-14
  1.1 基本性质  8-10
  1.2 应用与前景  10-12
  1.3 我国现状  12-14
2 约瑟夫森效应  14-27
  2.1 约瑟夫森效应  14-16
  2.2 约瑟夫森效应的表示  16-19
  2.3 前人得到的磁场对约瑟夫森结临界电流影响的介绍  19-21
  2.4 前人得到的势垒对约瑟夫森结临界电流影响的介绍  21-23
  2.5 前人得到的温度对约瑟夫森结临界电流影响的介绍  23-24
  2.6 约瑟夫森结的应用  24-27
3 约瑟夫森结电流特性  27-42
  3.1 正常金属/超导隧道结中的Andreev反射  27-28
  3.2 修正的BdG方程  28-30
  3.3 修正的BTK方程  30-34
  3.4 约瑟夫森结的电流-电压特性  34-40
  3.5 小结  40-42
4 存在外磁场的约瑟夫森电流研究  42-46
参考文献  46-49
致谢  49-50

约瑟夫森结电流特性的研究

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