超导单晶Ba0.6K0.4Fe2As2及CaKFe4As4磁通动力学对比研究

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超导磁通性质的研究一直是超导研究中的一个极其重要的分支。对于第II类超导体,当外加磁场超过下临界场时,磁场会以量子化的磁通形式进入超导体内部,磁通芯子中的正常态和周围的超导态共存,形成所谓的混合态。很多关于磁通的重要研究工作都是在铜氧化物高温超导体中进行的。而铁基高温超导体与铜基超导类似,同为层状结构,但相干长度、各向异性度和材料性质等又有一定差别。铁基超导体中磁通动力学的研究对应用具有极其重要的作用。本文对Ba0.6K0.4Fe2As2和CaKFe4As4这两个空穴掺杂的铁基超导体进行了磁通动力学的研究,能帮助我们更全面的了解铁基超导体中的磁通性质。本文第一部分首先介绍了超导的研究历史及超导材料的基本性质,并介绍了铁基高温超导的相关性质。紧接着介绍了超导体中磁通的基本性质以及磁通动力学的基本理论模型。最后简单介绍了磁通相图,部分超导体的磁滞回线中的第二峰效应。论文的第二部分主要为对Ba0.6K0.4Fe2As2单晶样品磁通动力学的研究结果。通过测量样品的磁滞回线,发现M(H)上存在第二峰效应,此效应在温度接近超导临界温度时更为明显。通过Bean临界态模型计算得到样品的瞬时电流密度在2 K下达到105A/cm2量级。利用动力学磁弛豫和传统磁弛豫测量研究了材料中磁通动力学行为:在中温区和较低磁场范围内,动力学磁弛豫速率随温度及磁场变化都比较小,我们认为在此材料中磁通受到相对较强的钉扎作用;传统磁弛豫数据可以用Maley标度到一起,证明磁通集体钉扎模型对于该磁通态都适用,同时通过拟合得到了样品的玻璃态指数。最后我们根据实验测量结果得到样品的磁通相图。论文的第三部分为CaKFe4As4磁通动力学研究结果。该样品和Ba0.6K0.4Fe2As2均为空穴型掺杂样品,两者晶体结构相似但存在一定差别,因此我们对这一材料的磁通动力学进行了研究。在磁滞回线上并未发现明显的第二峰效应,但在不同温度下得到的Js-H曲线行为随温度变化很明显。我们进一步发现在固定磁场情况下Js-T曲线存在类似于第二峰效应的现象,并简要分析了此单晶中的钉扎类型。利用动力学磁弛豫和传统磁弛豫分析了此单晶磁通动力学行为,发现弛豫速率都有着较强的温度和磁场依赖关系,同时发现依据Maley标度方法不能对该样品的磁化进行标度,说明单一形态的集体钉扎模型不适用。最后我们给出了该样品的磁通相图。第四部分为全文总结,并列出两种单晶样品中磁通动力学行为异同情况。
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