超導系統(tǒng)若干相變問題的理論研究.pdf

1、相變問題貫穿著超導研究的各個方面。本文主要研究了超導系統(tǒng)的若干相變問題,我們將從以下五個方面展開:
　　 1.我們研究了格點逾滲無序給約瑟夫森結(jié)陣列帶來的有趣效應(yīng)。我們發(fā)現(xiàn),隨著格點逾滲的引入,系統(tǒng)原來的Kosterlitz-Thouless—Berezinsky(KTB)相變消失,取而代之的是一個關(guān)聯(lián)長度按冪次律發(fā)散的連續(xù)相變。通過動力學標度分析方法,我們得到了系統(tǒng)中相變的臨界溫度和指數(shù)。為了研究系統(tǒng)的低溫相,我們觀測了零溫下

2、系統(tǒng)的脫釘相交和低溫蠕動行為,結(jié)果顯示隨著無序強度的變化系統(tǒng)的低溫蠕動行為會發(fā)生本質(zhì)上的變化。我們的結(jié)果同近期的實驗相吻合,并對相關(guān)相變性質(zhì)的理解有一定幫助。我們還研究了另一個典型逾滲無序系統(tǒng)——鍵逾滲無序約瑟夫森結(jié)陣列的有限溫度相變,我們的數(shù)值模擬結(jié)果顯示該系統(tǒng)的有限溫度相變也是非KTB型,但是我們沒有發(fā)現(xiàn)早前在格點逾滲無序系統(tǒng)的實驗和理論中確定的聯(lián)合相變現(xiàn)象。
　　 2.我們研究了三角晶格上兩自旋反鐵磁耦合(J<0)的Ash

3、kin-Teller模型——一個銅氧化合物超導模型。在J→-∞極限下,我們將該模型映射到蜂窩狀晶格上的fully-packed loop-dimer模型。由此我們發(fā)展了新的蟲子算法,從而抑制了模擬過程中的臨界慢化。我們對(J<0,K>0)(K表示四自旋相互作用)區(qū)域進行了大規(guī)模的數(shù)值模擬,并通過有限尺寸標度分析方法來研究蒙特卡羅模擬數(shù)據(jù),最終我們發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的臨界線終結(jié)在退耦合的零溫反鐵磁Ising點(J→-∞,K=0)上,并且除了終結(jié)點

4、以外的整個相變曲線都屬于Ising普適類。進一步地,我們的數(shù)值結(jié)果顯示系統(tǒng)在J→-∞極限下會隨著K的變化經(jīng)歷一個KTB型相變。在該相變點附近,新發(fā)展的蟲子算法的動力學臨界指數(shù)為z=0.25(1)。
　　 3.我們運用電阻分結(jié)動力學方法對二維XY規(guī)范玻璃模型(高溫超導體的玻璃態(tài)模型)進行了大規(guī)模的數(shù)值模擬。我們發(fā)現(xiàn)低溫下系統(tǒng)的線性電阻會隨著電流的降低而趨于0,從而為該系統(tǒng)存在一個有限溫度的玻璃相變提供了清晰的證據(jù)。運用動力學標度方

5、法,我們精確地給出系統(tǒng)的臨界溫度Tg=0.22,關(guān)聯(lián)長度臨界指數(shù)v=1.8,以及動力學臨界指數(shù)z=2.0。另外,我們在零溫下發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在一個脫釘相變,且與之相關(guān)的低溫蠕動行為屬于非Arrhenius型。
　　 4.我們研究了新興鐵基超導材料LaO0.9F0.1FeAs和LaO0.925F0.075FeAs中的渦旋晶格融化相變。運用超網(wǎng)鏈近似和一套高效的迭代算法,我們計算了系統(tǒng)在不同溫度下的對分布函數(shù)、靜態(tài)結(jié)構(gòu)因子和直接關(guān)聯(lián)函數(shù)。

6、我們展示了Hansen—Verlet判據(jù)在第二類超導體渦旋晶格融化曲線判定上的有效性。最后,在密度泛函理論和平均場襯底模型的共同框架下,我們首次給出LaO0.9F0.1FeAs和LaO0.925F0.075FeAs兩種鐵基超導材料的渦旋晶格融化相變曲線。這是第一個報道鐵基超導渦旋物質(zhì)研究的理論工作。
　　 5.運用蟲子型的世界線量子蒙特卡羅算法,我們探索了硬核玻色混合物中的奇異量子態(tài)。我們在三角光晶格上的玻色混合物中發(fā)現(xiàn)了超固態(tài)