非晶态超导体的Tc,2△0／kBTc和声子谱参量

分析研究了非过渡金属非晶态超导体的超导参量 T_c、2△_0 和声子谱参量λ、<ω>、<ω~2>与霍耳系数 R_H 之间,以及 T_c 与声子谱参量ω_0 和<ω>/ω_c 之间的关系,发现,在 R_H=-3.5—-4.0×10~(-11)m~3/AS 范围内同时存在着上述超导和声子谱参量的最大值;具有高ω_0 的材料对获得高 T_c 非晶态超导体有利;非晶态超导体的 T_c 与点阵无序度(<ω>/ω_0)近似地成线性关系.在上述结果的基础上,分别提出了一个非晶态超导体的 T_c 公式T_c=Aλ<ω>~(1/2)/(<ω>/ω_0+(1+λ)/20)和一个2△_r/k_BT_c 公式2△_0/k_BT_c=4.95[1-T_c<ω>_(1/2)/A(1/λω_0+1/20<ω>+1/20<ω>)]按照所提出的公式,第一次指出了,非过渡金属非晶态超导体既可以是一个2△_0/k_BT_c 比BCS 理值大得多的典型的强耦合超导体,也可以是一个 2△_0/k_BT_c 比 BCS 理值还要小得多的甚弱耦合超导体.当然,也可以是一个 2△_0/k_BT_c 值与 BCS 理论基本一致的弱耦合超导体.解释了结晶态弱耦合超导体的2△_0/k_BT_c 测量值偏离于 BCS 理论的原.     

超导研究大事记

 1935～1936年前苏联哈尔科夫、舒布尼可夫、乔特凯维奇、谢别列夫和里雅宾宁对第二类超导体作了重要研究,所制合金样品很接近理想第二类超导体,观察到合金存在两个临界磁场,得出较为接近理想第二类超导性的磁化曲线.30年代.物理学家对合金超导体的奇异行为提出各种解释,其中门德尔森和穆尔提出的“海绵模型”较为典型.F.伦敦在提出唯象的电动力学理论之后,提出了超导的量子解释,认为超导电性是一种“宏观尺度上的量子结构”,要求“一种平均动量的凝聚式凝固”.     

“111”型铁基超导材料研究进展

“111”型铁基超导体系包含LiFeAs,NaFeAs和LiFeP三个组员.这三个组员的晶体结构简单,具有非极性解离面等特点,在铁基超导物理机理研究中发挥着独特的作用.本文简要介绍“111”型铁基超导体的研究进展.     

ReB_2和WB_2电声耦合的第一性原理研究

采用基于密度泛函微扰理论的第一性原理方法研究了过渡金属化合物ReB2和WB2的声子和电声耦合作用.结果表明,ReB2和WB2都存在弱的电声耦合,电声耦合常数分别为0.23和0.44.电声耦合作用主要来源于B原子振动声子关联模式的贡献.估算得到ReB2的超导温度大约在0~1.5K,WB2的超导温度在0.8~10.7K(取μ*=0.15~0时).研究结果表明ReB2和WB2是一类弱的电声耦合超导体,WB2的超导温度大于ReB2的超导温度.     

第二类超导体的下临界磁场的新计算

从Ginzburg-Landau理论出发,对理想第二类超导体的下临界磁场做计算。通过比较两相的吉布斯自由能,特别是考虑相变时的熵增,最终求得下临界场的新公式,得到纯超导体的下临界场对温度的依赖与经验公式有所不同。作者把这种不同归结为超导体的G-L参数对温度的依赖。     

高温超导究进展

一、同位素效应[1] 1950年以来,陆续发现在很多超导体中,当用质量大一些的同位素来取代其中的原子时,临界温度Tc降低,这意味着声子对超导相的出现起着重要的作用.这一发现导至 1957年J.Bardeen,L.Cooper和R.Schrieffer的理论的出现.理论认为,超导电性来源于电子间通过声子作媒介所产生的吸弓湘互作用,当这种作用超过电子间的库仑排斥作用时,电子结合成对.这就是著名的BCS理论. 按照BCS理论,超导体的临界温度 A表征电子间有效的配对相互作用的大小,　,是通过交换声子产生的对吸引作用又和对中两电子间库仑排斥作用u之差.QD是一特征频…     

两带超导体LaNiC_2上临界磁场的理论分析

非中心对称超导体LaNiC_2是传统BCS超导体还是能隙存在节点又或是两带超导体,目前仍然存在争议.基于此,文章用两带Ginzburg-Landau理论分析了超导体LaNiC_2的上临界磁场随温度的变化关系,计算结果与实验结果在整个温度区间内符合得很好,说明LaNiC_2是两带超导体,和陈健等人的观点一致.文章还分析了两个不同能带对上临界磁场的影响,发现相对较小的相干长度对LaNiC_2的上临界磁场影响较大.     

碱金属掺杂富勒烯超导体的临界温度和约化能隙研究

碱金属掺杂富勒烯与传统的超导体情况不同，它有一个很宽区域的声子谱，其最高频率和最低频率分别与费密能Ｅ_F和零温超导能隙△₀为同一数量级，这必将导致对原来强耦合超导电性理论的修正。本文在此情况下求解Ｅｌｉａｓｈｂｅｒｇ方程，得到Ｔ_c和△₀的表达式。结果表明，分子间的低频振动模和分子上的高频振动模同样参与电声耦合，Ｔ_c主要取决于声子谱中高频成份的贡献，而△₀的增加主要取决于声子谱中 关键词：     

LiFeAs超导体中磁性与声子软化

运用第一性原理密度泛函理论研究了铁基超导体LiFeAs的电子结构和声子谱.计算得到的LiFeAs基态具有涨落的条型反铁磁构型.通过比较LiFeAs在非磁态与条形反铁磁态下的声子态密度,发现,LiFeAs中各向异性自旋互作用的竞争产生了不稳定的自旋密度波和部分晶格位置弛豫,导致Fe和As原子振动模式的软化,从而提高电声子耦合强度.因此,自旋-声子互作用对非常规超导电性有重要贡献. 关键词： 铁基超导体 反铁磁序 超导电性 电声子耦合     

等离子体及其应用

 1879年英国的克鲁克斯首次采用了“物质第四态”这一名词对气体放电管中的电离气体进行了描述。1928年美国的朗缪尔正式引入了“等离子体”的概念,于是等离子体物理学开始问世。今天,等离子体的严格定义应该理解为“是由大量自由电子或负离子和正离子,也可能还有一些中性的原子和分子所组成的、在整体上表现为电中性的宏观体系。”根据物质结构的理论,原子、分子或分子团相互以不同的键力相结合,构成物质不同的形态。固体内粒子间的结合力较强,形成晶格。当粒子的平均动能大于晶格中粒子的结合能时,固体则转变为液体。液体内粒子间结合力较弱。     

新型超导体二硼化镁(MgB2)基础研究及其应用展望

文章简要介绍了新型超导体二硼化镁的发现、研究进展和应用前景．理论和实验都已经证明，二硼化镁的超导电性来源于电声子耦合，可以用具有S—波对称性波函数的BCS图像来描述．然而在二硼化镁超导体中，人们发现有两个超导能隙，一个在6meV，另外一个在2meV左右，它们同时在超导转变温度处打开，这给超导机理研究带来了一些新的内容．在混合态物理方面，人们发现超导与正常态的边界线(上临界磁场Hc2)与磁通融化线(不可逆线Hirr)之间有很大的间隙，即使在绝对零度时也是如此，作者提出这可能是由于双能隙的结果或磁通物质的量子融化．在应用方面，最有可能把它做成超导磁体，利用闭路循环制冷机制冷在20K左右使用，这样极有可能取代现在医学上使用的核磁共振成像的液氦温度超导磁体．     

M3C60（M=K,Rb）超导机理研究

综述了近几年来Ｃ６０超导体，特别是Ｋ３Ｃ６０和Ｒｂ３Ｃ６０单昌超导体的实验研究结果，主要包括超导转变温度以上的电阻－温度关系、高温下电阻的饱和现象及超导转变温度、上临界磁场和相干长度等超导性质。上述实验结果可以用传统的电子－声子相互作用理论来解释。     

MgB2及高温超导体的强电子-声子耦合和输运性质

我们对MgB2和高临界温度的铜氧化合物超导体进行了对比研究.MgB2显示出以声子为媒介的BCS超导体的典型行为.对所谓的McMillan-Hopfield系数的解析表达暗示具有高角动量l的导带l(l±1)杂化对强BCS超导体有利.我们还分析讨论了高临界温度铜氧化物和MgB2的传输性质,发现一个统一的R(T,H)方程,可以很好地描述与MgB2和YBCO无孪单晶在B8T的宽场强范围内的正常态-超导电阻转变.     

神奇的超导

 电阻起源于载流子(电子或空穴)在材料中运动过程中受到的各种各样的阻尼.按照材料的常温电阻率从大到小可以分为绝缘体、半导体和导体.绝大部分金属都是良导体,他们在室温下的电阻率非常小但不为零,在10^-12 mΩ·cm量级附近.自然界是否存在电阻为零的材料呢？答案是肯定的,这就是超导体.当把超导材料降到某个特定温度以下的时候,将进入超导态,这时电阻将突降为零(图1),同时所有外磁场磁力线将被排出超导体外,导致体内磁感应强度为零,即同时出现零电阻态和完全抗磁性.超导态开始出现的温度一般称为超导临界温度,表示为T_c.微观上来说,当超导材料处于超导临界温度之下时,材料中费米面附近的电子将通过相互作用媒介而两两配对,这些电子对将同时处于稳定的低能组态,叫“凝聚体”.在外加电场驱动下,所有电子对整体能够步调一致地运动,因此超导又属于宏观量子凝聚现象.对于零电阻态,实验上已经证实超导材料的电阻率小于10^-23 mΩ·cm,在实验精度允许范围内已经可以认为是零.如果将超导体做成环状并感应产生电流,电流将在环中流动不止且几乎不衰减.超导体的完全抗磁性并不依赖于超导体降温和加场的次序,也称为迈斯纳(Meissner)效应.一个材料是否为超导体,零电阻态和完全抗磁性是必须同时具有的两个独立特征.     

非中心对称超导体Mg10±δIr19B16±δ的超导电性研究

Mg10±δIr19B16±δ是具有非中心对称性的超导材料.通过对两种组分的样品Mg9.3Ir19B16.7和Mg11Ir11B15的比热测量,得到了这类超导体的超导态和正常态的特征参数:包括转变温度Tc,正常态态密度N(EF),德拜温度ΘD,上临界场Hc2等.并由此求出Ginzburg-London相干长度ξGL,穿透深度λGL,下临界场HC1和热力学临界场HC,这些参数因化学组分不同而变化.高的N(EF)和ΘD对应高的TC,因此也具有较高的Hc2,另外比热跃变△C/γnTc=1.66和电声子耦合常数λ=0.58不随化学组分变化,表明此超导体是中等强度耦合的第二类超导体.     

超导体产生的强磁场如何测量?

 一、超导体能产生强磁场自1911年荷兰科学家昂内斯发现超导现象以后,许多大科学家绞尽脑汁设法从理论上解开这一奇妙现象之谜.经过了漫长的努力,超导现象终于在1958年为三个美国科学家巴丁、库珀、施莱弗联合提出的一项理论(即著名的BCS理论)所基本解释,这三位科学家也因此荣获了诺贝尔物理学奖.六十年代以来,由于第二类超导体的制造工艺日益进步,超导技术已逐步取得了不少实际应用.数年前发现的高温超导现象,已成为家喻户晓的事实了.     

谈洛伦兹变换的物理意义

 一由于将电动力学的麦克斯韦方程作伽利略变换时,方程不表现协变性,导致“以太”这一标准参考系在电磁理论中的引入,即光速只相对于“以太”这个标准参考系才是常量,而相对于以“以太”为参考系作匀速直线运动的一切参考系都不具备这样的性质。也就是说,麦克斯韦方程只对“以太”这一标准参考系成立。根据这一假设,在“空空如也”的空间中就必然填充着绝对静止的’以太”,并不难用光学测量发现地球在“以太”中的绝对运动,以证明’以太”这一标准参考系的存在。为此目的,迈克尔逊和莫雷做了精密的实验(著名的迈克尔逊--莫雷实验),却没有观测到地球的绝对运动,这就意味着在“空空如也”的空间中并不存在绝对静止的“以太”.     

AlB2型WB2超导电性的第一性原理研究北大核心CSCD

采用基于密度泛函微扰理论的第一性原理方法研究了WB_2型WB_2和AlB_2型WB_2的带心声子性质,计算了AlB_2型WB_2的电声耦合作用和超导转变温度.结果表明,AlB_2型WB_2的电声耦合常数为0.87.电声耦合作用主要来源于B原子振动声子关联模式的贡献.估算得到AlB_2型WB_2的超导温度为16~22.2K(取μ~*=0.15~0.1时).研究结果表明AlB_2型WB_2是一类较强的电声耦合超导体.     

三元硅化物CaAlSi的电-声子耦合和超导电性研究

应用全势线性缀加平面波方法计算新超导体CaAlSi的电子能带结构,用带心冻结声子法计算了声子频率及电声子耦合常数,并讨论了它们的超导电性.考虑到Al,Si原子分布的无序性和完全等价性,我们采用了双层超格子原胞模型,并考虑了低频B1g1声子频率的非谐性效应.由此计算得到稳定的低频B1g1声子频率为110cm-1,对超导电性有较大的贡献的Cad态电子与B1g1振动模式间的电声子耦合常数为0.37.我们的结果与用虚晶近似的结果是一致的.并证明CaAlSi的超导电性可由中等耦合的BCS理论来解释.     

强耦合杨-米尔斯理论中的对偶超导真空

基于联络分解变量的紫外/红外分离, 提出杨-米尔斯理论真空的强耦合极限表现为一个经典场论意义下色空间的黑洞. 基于此想法, 证明在强耦合杨-米尔斯理论中存在对偶超导体解. 在量子水平下, 强耦合理论的非微扰真空可由磁荷的多粒子体系构成, 而理论的经典平均给出对偶阿贝尔-黑格斯模型. 该模型预言了与最近的格点模拟相一致的结果: 理论真空位于第一类与第二类超导体边界. 进一步通过求解对偶阿贝尔-黑格斯模型讨论了色电场的对偶迈斯纳效应.