高臨界溫度超導體對交直流電磁埸的非線性反應

Abstract

自從J.G. Bednorz和K.A. Muller 在１９８６年發展出Tc大於３０K 的La-Ba-Cu-O陶 瓷超導系統，朱經武等人隨即在１９８７年研製出Tc高達９０K 的Y-Ba-Cu-O 系統的 超導體，因此抓起全世界研究高溫超導的熱潮。截至目前為止，已有Bi-Ca-Sr-Cu-O 和Tl-Ba-Ca-Cu-O Tc超過１１０K ╱１２０K 的高溫超導系統。 高溫超導的塊狀樣品已知由許多晶粒組成，許多研究指出高溫超導塊狀樣品的電導特 性可用晶粒間的弱鏈來解釋，對高溫超導的塊狀樣品加上１KHz 交流磁場和直流磁場 後作頻譜測量，我們觀察到非常高階的非線性反應。不加直流磁場時，只有奇數倍的 諧波；加上直流磁場後，偶數倍的諧波也會產生。 對此現象，我們認為超導體內包含許多約瑟芬遜電流環，並以此觀點建立一模型，用 計算機模擬來說明我們的實驗數據。 本實驗分就和對交流和直流磁場的非線性反應，做了詳細的研究。結果顯示，未加直 流磁場時，頻譜儀上只有奇數次的諧波，加上直流磁場，偶數諧波亦產生。 我們基於樣品包含許多約瑟芬遜電流環的觀點，建立了樣品的等效電路，和描述系統 的方程式，以計算機模擬相當成功的說明了樣品在未加直流磁場時的反應，並且獲得 了某些微觀結果的訊息。至於加直流磁場的模擬則與實驗不盡相符，此部份有待進一 步的研究。