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第1章概论 张其瑞3

1.1 高温超导电性研究的历史回顾3

1.1.1 超导临界温度理论研究3

1.1.2 传统的高临界温度超导体探索10

1.2 超导电技术应用和“温度壁垒”14

1.2.1 超导电技术应用14

1.2.2 “温度壁垒”问题19

1.3 非常规超导体研究的蓬勃发展20

1.3.1 重费米子超导体21

1.3.2 低载流子密度超导体23

1.3.3 超晶格超导体26

1.3.4 有机超导体30

1.3.5 非晶态超导体38

1.3.6 磁性超导体42

1.4 高临界温度超导体研究的重大突破46

第2章高温超导体的晶体结构 解思深57

2.1 高温超导体的结构特点和分类57

2.2 M2CuO4型氧化物超导体的晶体结构62

2.2.1 La2CuO4和La2-xMxCuO4的晶体结构62

2.2.2 Nd2CuO4和Nd2-xMxCuO4的晶体结构68

2.3 YBa2Cu3O7-δ和相关化合物的晶体结构71

2.3.1 YBa2Cu3O7-δ超导相的晶体结构72

2.3.2 四方YBa2Cu3O7-δ的晶体结构74

2.3.3 替代元素对YBa2Cu3O7-δ超导相晶体结构的影响76

2.3.4 YBa2Cu4O8(124相)的晶体结构78

2.3.5 Y2Ba4Cu7O15(247相)超导相的晶体结构81

2.3.6 其它超导化合物的晶体结构84

2.4 Bi2Sr2Can-1CunO2n+6系列超导氧化物的晶体结构89

2.4.1 Bi2Sr2CuO6(Bi-2201相)的晶体结构89

2.4.2 Bi2Sr2CaCu2O8(Bi-2212相)的晶体结构91

2.4.3 Bi2Sr2Ca2Cu3O10(Bi-2223相)的晶体结构94

2.5 Tl2Ba2Can-1CunO2n+4系列氧化物超导体的晶体结构96

2.5.1 Tl2Ba2CuO6(Tl-2201相)的晶体结构96

2.5.2 Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212相)的晶体结构97

2.5.3 Tl2Ba2Ca2Cu3O10(Tl-2223相)的晶体结构98

2.6 TlBa2Can-1Cun02n+3系列氧化物超导体100

2.7 超导相晶体结构与超导电性的关系102

第3章超导态性质 姚希贤、张裕恒109

3.1 引言109

3.2 临界温度111

3.3 临界磁场119

3.4 比热跃变126

3.5 唯象理论130

3.6 穿透深度136

3.7 相干长度140

3.8 载流子配对和磁通量子化143

3.9 能隙148

3.10 高Tc氧化物超导体的元素替代效应157

3.11 电荷转移模型170

3.12 结束语174

第4章正常态性质 邢定钰181

4.1 引言181

4.2 费米液体图像184

4.3 直流电阻率190

4.3.1 ρɑb的线性温度行为191

4.3.2 ρɑb随载流子浓度的变化195

4.3.3 电阻率的各向异性197

4.4 Hall效应200

4.4.1 Hall系数随掺杂的变化201

4.4.2 Hall系数的温度特性202

4.5 其它输运性质206

4.5.1 温差电势率206

4.5.2 热导率209

4.5.3 隧道电导212

4.6 光学性质214

4.6.1 角分辨光电子发射谱214

4.6.2 光电导谱218

4.6.3 喇曼光谱224

4.7.1 绝缘相的磁有序和自旋涨落229

4.7 磁学性质229

4.7.2 自旋磁化率和Knight位移231

4.7.3 自旋-点阵弛豫235

4.8 若干理论进展241

第5章电子结构 郑庆祺253

5.1 引言253

5.2 局域密度泛函理论与能带理论255

5.2.1 局域密度泛函理论(LDF)255

5.2.2 能带理论简介259

5.3 高Tc超导氧化物的能带结构262

5.2.1 La2CuO4的能带262

5.3.2 YBa2Cu3O7-δ的能带266

5.3.3 Bi系化合物的能带272

5.3.4 Tl系化合物的能带277

5.4 原子团(Cluster)模型和Hubbard模型279

5.4.1 原子团模型279

5.4.2 Hubbard模型参数的计算282

5.5 理论与实验的比较284

5.6 LDA理论的强关联修正297

第6章高温超导电性机理研究 谭明秋、张其瑞305

6.1 引言305

6.2 高温超导电性机理的实验研究306

6.2.1 超导态306

6.2.2 正常态312

6.3.1 共振价键(RVB)态和Luttinger液体理论339

6.3 几个理论模型339

6.3.2 自旋口袋(Spin Bag)模型346

6.3.3 Marginal费米液体理论354

第7章第二类超导体行为 丁世英371

7.1 引言371

7.2 磁通静力学373

7.2.1 各向异性连续介质的磁性质373

7.2.2 层状结构材料的磁性质377

7.2.3 磁通点阵382

7.2.4 磁化曲线和临界磁场386

7.3.1 磁通动力学性质的实验研究396

7.3 磁通动力学396

7.3.2 磁通蠕动模型418

7.3.3 磁通融化与磁通玻璃态424

7.3.4 混合态相图428

7.4 临界电流430

7.4.1 晶体临界电流与磁通钉扎430

7.4.2 晶间临界电流与弱连接439

第8章高温超导薄膜 李宏成451

8.1 引言451

8.2 高温超导薄膜制备工艺453

8.2.1 后热处理法与原位法454

8.2.2 电子束蒸发法455

8.2.3 分子束外延(MBE)法458

8.2.4 离子束溅射法460

8.2.5 磁控溅射法461

8.2.6 脉冲激光淀积法466

8.2.7 化学气相沉积法470

8.2.8 增强氧活性的方法472

8.2.9 综合比较474

8.3 基片的选择与隔离层476

8.3.1 对基片的要求与常用基片477

8.3.2 隔离层480

8.3.3 蓝宝石上的隔离层481

8.3.4 硅片上的隔离层483

8.3.5 金属与纤维上的隔离层485

8.4 Y系薄膜486

8.5 Bi系薄膜488

8.6 Tl系薄膜490

8.7 多层膜与超晶格492

第9章高温超导薄膜的应用 李宏成507

9.1 高温超导薄膜微波器件507

9.1.1 超导薄膜微波表面电阻507

9.1.2 超导薄膜Rs的测量510

9.1.3 高温超导薄膜的微波特性516

9.1.4 高温超导薄膜微波器件521

9.2 高温超导薄膜红外探测器529

9.3 高温超导Josephson器件与SQUID533

9.3.1 天然弱连接SQUID534

9.3.2 边缘结SQUID535

9.3.3 双晶晶界结SQUID538

9.3.4 台阶边缘结SQUID540

9.3.5 双外延GBJ SQUID543

第10章高温超导材料 焦正宽555

10.1 引言555

10.2 强电应用对超导材料提出的基本要求556

10.3 两种比较559

10.3.1 高温超导体与常规超导体的比较560

10.3.2 Y系和Bi系高温超导体的比较561

10.4.1 概述562

10.4 高温超导材料的制备技术562

10.4.2 薄膜565

10.4.3 厚膜566

10.4.4 大块超导体567

10.4.5 超导线(带)567

10.5 改善jc(B)特性的制备技术570

10.5.1 引言570

10.5.2 改善弱连接和形成织构的技术570

10.5.3 增强磁通钉扎的工艺604

10.6 高温超导材料线材复合化和线圈工艺609

10.6.1 引言609

10.6.2 超导材料复合化611

10.6.3 线圈化技术614

第11章高温超导材料的稳定性及其在强电领域的应用 焦正宽621

11.1 稳定性概述621

11.2 稳定化超导材料的设计626

11.2.1 磁(绝热)稳定性626

11.2.2 动态稳定性627

11.2.3 低温稳定性628

11.3 最小传播区(MPZ)及其触发能631

11.4 失超保护631

11.5 稳定导体的设计实例632

11.5.1 多丝复合线632

11.5.2 复合带状导体633

11.6 高温超导电性在强电领域的应用635

11.6.1 引言635

11.6.2 液氮冷却的优越性639

11.6.3 液氮的冷却效率和热物理特性640

11.6.4 冷却系统的费用641

11.6.5 可普及性和可靠性642

11.7 高温超导电性的应用对不同领域可能产生的影响642

11.7.1 超导系统是整个装置不可缺少的场合643

11.7.2 与常规技术相竞争的超导应用647

11.8 高温超导电性某些近期应用领域659

11.8.1 高质量超导块材的应用660

11.8.2 Bi系超导材料的低温应用678