二維無序阻挫Josephson結(jié)陣列平衡態(tài)及動力學(xué)相變.pdf

1、本論文主要利用標度理論數(shù)值研究了二維無序阻挫Josephson結(jié)陣列的平衡態(tài)及動力學(xué)相變。借助二維XY模型，我們先分析了弱磁場中（磁通密度為1/25）Josephson結(jié)陣列的平衡態(tài)超導(dǎo)相變，零溫脫釘相變及低溫蠕動規(guī)律；然后又研究了強磁場中（磁通密度為1/2）弱無序Josephson結(jié)陣列的Ising型相變。當系統(tǒng)處于弱磁場中時，我們在耦合強度中引入隨機釘扎勢，利用電阻分流結(jié)(RSJ)動力學(xué)方法，在漲落扭轉(zhuǎn)邊界條件下，運用渦旋玻璃相變的

2、電流電壓動力學(xué)標度理論，探討了系統(tǒng)的平衡態(tài)相變；又采用脫釘相變理論和蠕動標度理論，分析了渦旋的零溫脫釘運動和低溫蠕動規(guī)律，得到了超導(dǎo)相交溫度、零溫臨界電流和臨界指數(shù)隨無序強度變化的規(guī)律。當系統(tǒng)處于強磁場中時，我們在相位中引進一個隨機相移，采用Monte Carlo數(shù)值模擬方法，按照臨界短時動力學(xué)標度理論，探究了系統(tǒng)的Ising型相變，討論了無序?qū)εR界溫度、靜態(tài)臨界指數(shù)和動態(tài)臨界指數(shù)的影響。最后，我們首次在生長模型中引入一個Binder累

3、計量，在短時動力學(xué)標度方法的框架下，通過直接數(shù)值積分，研究了一維quenched Mullins-Herring界面生長模型的脫釘相變，給出了臨界驅(qū)動力和臨界指數(shù)，并與長時穩(wěn)態(tài)的數(shù)值模擬結(jié)果進行了比較。
　　 各部分的主要結(jié)論如下：
　　 (1)對于弱磁場中（磁通密度為1/25）的二維Josephson結(jié)陣列，當無序不存在時，系統(tǒng)從高溫線性電阻態(tài)到低溫超導(dǎo)態(tài)發(fā)生KTB相交；當無序存在時，系統(tǒng)的超導(dǎo)相變變成了連續(xù)性的非KT

4、B型，通過電流電壓動力學(xué)標度理論分析，系統(tǒng)平衡態(tài)時的低溫?zé)o序相可能是渦旋玻璃相，非KTB型相交可能是渦旋玻璃相變。隨著無序強度的增加，相變溫度升高，動力學(xué)指數(shù)減小，靜態(tài)臨界指數(shù)在統(tǒng)計誤差范圍內(nèi)幾乎不變，說明系統(tǒng)的連續(xù)性非KTB相變屬于同一普適類，不隨無序的變化而改變。無論無序是否存在，系統(tǒng)均表現(xiàn)出連續(xù)性的脫釘相變和non-Arrhenius型的蠕動規(guī)律。當無序增加時，零溫臨界電流呈現(xiàn)出非單調(diào)性的變化，脫釘指數(shù)則單調(diào)遞增，熱圓滑指數(shù)減小。

5、我們還發(fā)現(xiàn)，脫釘指數(shù)和熱圓滑指數(shù)的乘積只有兩個特征值2和5/3，說明根據(jù)無序的強弱程度，系統(tǒng)的蠕動規(guī)律具有兩個普適類。
　　 (2)對于完全阻挫Josephson結(jié)陣列（磁通密度為1/2），我們先從兩個不同的初始態(tài)出發(fā)，研究了無序為零時系統(tǒng)的Ising型相交，發(fā)現(xiàn)短時動力學(xué)標度方法可以推廣到基態(tài)不易得到的無序系統(tǒng)；然后利用這個推廣的短時動力學(xué)標度方法研究了弱無序存在時二維完全阻挫Josephson結(jié)陣列的Ising型相變。結(jié)果表

6、明，當無序比較弱時，系統(tǒng)存在Ising型相變，隨著無序的增加，臨界溫度減小，靜態(tài)臨界指數(shù)增加，動力學(xué)指數(shù)稍微有變化。我們還發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)具有一個臨界無序強度σc：當σ＜σc時，系統(tǒng)具有Ising型相變；當σ＞σc時，系統(tǒng)的Ising型相變消失。
　　 (3)對于一維quenched Mullins-Herring界面生長模型，我們利用短時動力學(xué)標度方法，得到了臨界驅(qū)動力和臨界指數(shù)。與長時穩(wěn)態(tài)模擬相比，我們的創(chuàng)新之處有兩點：a.假定生