基于三带GL理论对多带超导体表面临界磁场和穿透深度的研究

The depending of the surface critical field and the penetration depth of the multi-band superconductors on the temperature has a series of characteristics, which caused by the experimental and theoretical researchers a lot of interest. Research shows that, through the research on the surface critical field and the penetration depth , can know the multi-band superconductor gap characteristics. Therefore the research on the surface critical field and the penetration depth is great significance. For the II type superconductors the phenomenological GL theory is the most commonly used theory, because that the model is simple and easy to understand, the calculation amount is small and the physical meaning of the parameters in GL model is clear. The research on the surface critical field and the penetration depth of multi-band superconductor with the three-band GL theory has not been reported. This project just research on this topic, obtains the phase diagram of the surface critical field and the penetration depth using the variational method, studies the influence of the parameters in GL equation on the electromagnetic properties of multi-band superconductor, discusses the improvement of multi-band superconductor electromagnetic properties method, reveals the mechanism of superconductivity of the multi-band superconductor, explains the experimental phenomena. And we hope that this work has certain direct effect on the experimental work in the future.

多带超导体的表面临界磁场和穿透深度随温度的变化具有一系列的特点，引起实验和理论研究者很多兴趣。研究表明，通过对表面临界磁场和穿透深度的研究，可以知道多带超导体的能隙特点，因此开展对表面临界磁场和穿透深度的研究是很有意义的。唯象的GL理论模型简单、易于理解、计算量小、参数的物理意义明确，因此在研究第II类超导体时，唯象的GL理论是最常用的理论。但是到目前为止，用唯像的三带GL理论研究多带超导体表面临界磁场和穿透深度的文献还尚未见报导。本项目就以此为选题，用三带GL理论研究多带超导体的表面临界磁场和穿透深度，用变分法获得表面临界磁场和穿透深度的相图，研究GL方程中参数对多带超导体电磁性质的影响，讨论改善多带超导体电磁性质的方法，揭示多带超导体的超导机理，解释实验现象，希望对以后的实验工作具有一定的指导作用。

多带超导体的电磁性质具有一系列的特点，引起实验和理论研究者很多兴趣。研究表明，通过对多带超导体电磁性质的研究，可以知道多带超导体的能隙特点，促进科学本身的发展；还可以解决限制应用的某些关键科学问题，尤其是在强磁场方面的应用，促进应用的发展。因此开展对多带超导体电磁性质研究具有很高的学术意义和应用价值。唯象的GL理论模型简单、易于理解、计算量小、参数的物理意义明确，因此在研究第II类超导体时，唯象的GL理论是最常用的理论。.本项目用唯像的多带GL理论研究了非中心对称超导体 LaNiC2，铂基超导体SrPt2As2，Sc2Fe3Si5超导体和112型铁基超导体Ca1-xRExFeAs2的超导电性。对于非中心对称超导体 LaNiC2，我们的理论结果和陈健等的实验结果在整个温度区间拟合得非常好，在 Tc 附近明显向上翘, 这一结果证明了LaNiC2是多能带超导体, 和陈健等的实验结果一致。同时还讨论了各个能带对上临界磁场的影响, 发现上临界磁场受较小的本征相干长度影响较大, 较大的本征相干长度对上临界磁场的影响很小, 因此可以通过降低较小的本征相干长度来提高LaNiC2 的上临界磁场。.我们还用Ginzburg-Landau理论研究了Ca0.83La0.17FeAs2 和 Ca0.8La0.2Fe0.98Co0.02As2超导体的上临界磁场随温度的变化。理论结果和实验符合的很好，从理论方面支持了Ca1-xRExFeAs2超导体的多带特性。另外我们还讨论了掺杂对上临界磁场的影响，由于FeAs层对超导电性起主要作用，因此适量的用Co替代Fe 能提高上临界磁场。.研究了超导体SrPt2As2和Sc2Fe3Si5的上临界磁场随温度和角度的变化关系，在很宽的温度区间理论结果和实验结果都符合得很好。.总之，通过本项目的研究，不仅能丰富GL理论体系，解释已有的实验现象，并能从理论上验证多带超导体序参量配对的对称性，促进科学本身的发展，具有很高的学术意义。