1911年4月：昂内斯开始研究超导性

2007年,物理界庆祝高温超导体“物理界的伍斯托克”会议20周年,以及BCS超导理论50周年。然而,超导性的故事实际上却是开始于1911年,那年昂内斯（Heike Kamerlingh Onnes）最先发现了超导现象。     

非晶态超导性

一、引 言 Buckel 和 Hilsch于1954年发表了他们对非晶态超导性所作的系统的研究工作[1].最近十几年不断发现许多非晶态材料超导临界温度比相应的结晶态材料有很大提高.其超导性也有一些新的特点,因此受到应用和基础研究方面的重视。至今已经发表了不少理论和实验研究工作,同时也提出不少问题,有待进一步从固体和超导性的理论以及实验方面进行研究。 本文中先介绍非晶态简单金属超导性的特点.超导性起因于电子声子相互作用,因此为了理解非晶态超导性的特点,在第三部分分析非晶态电声子相互作用,在第四节部分综述非晶态过渡金属超导性的特点…     

钡钾铋氧超导体的研究现状

Ｂａ１－ｘＫｘＢｉＯ３（ＢＫＢＯ）超导体之所以令人感兴趣，其原因除了ＢＫＢＯ不含铜和它是立方钙钛矿结构外，更是由于它具有相干长度长（约５－７ｎｍ），制备温度低，导电性和超导性各向同性等优点。最近的研究还表明ＢＫＢＯ对于环境介质（如水）的稳定性明显好于含铜超导体．这些优点对于ＢＫＢＯ超导体走向实用化是重要的．ＢＫＢＯ的超导性与钾含量有关。当钾含量ｘ在０．３７＜ｘ＜０．５范围时ＢＫＢＯ才超导，当ｘ＝０．４时，Ｔｃ为３０－３２Ｋ，晶格常数为４．２８３Ａ°．晶格常数随钾含量增加而减少，二者有线性关系．因…     

临界现象的突破

法国Grenoble的CEA实验室和Grenoble强磁场实验室（GHMFL）的A．Huxley教授所领导的研究组将一块 锗-铑-铀（URhGe）样品的温度冷却并使其转变为超导体，在不施加磁场的条件下，它的超导转变温度Tc是280mK．正如预期的一样，将磁场逐渐加大到2T的过程中，超导转变温度也在逐渐降低．由于磁场是会破坏物质的超导性的，所以当磁场超过2T时URhGe样品的超导行为消失了,然而当研究组继续加大磁场到8T时，URhGe样品的超导行为又恢复了，当然这时的超导转变温度也变为400mK,将磁场继续增大到13T时，样品的超导性又一次消失了，Huxley的研究组发现UrhGe样品在磁场为12T附近经受了两种不同的相变。     

高临界温度超导体的探索

本文将在[1],[2]的基础上进一步介绍探索高温超导体的有关问题.第一节介绍电子-声子机构的有关问题.第二节介绍界面超导性、非晶态材料超导性和颗粒超导性等一些目前感兴趣的问题.第三节介绍激予超导性.弟四节介绍其它新机构. 一、电子-声子机构超导性 关于超导电性的理论是基于如下认识:金属中处于费密面附近具有相反动量和自旋的两个电子,由于和晶格之间相互作用而互相吸引,形成电子对,结果在临界温度Tc之下金属呈超导电性.因为晶格振动是以量子化的声子形式存在的,因此这种机构叫电子-声子机构. 通常用　方程描述T.(见[1]的(5.1)(5.2)式…     

掺镧BaPb_(0.6)Bi_(0.4)O_3的超导性

半导体BaPb_(0.6)Bi_(0.4)O_3掺镧之后出现超导性。样品中BPB相的晶格常数测量表明,Bi/P之比随掺镧量增加而减小,我们认为这是出现超导性的原因。     

（Bi，Pb）_2Sr_2（R，Ce）_2Cu_2O_（10＋δ）超导体碘嵌入后

超导体系（Ｐｂ１．８Ｐｂ０．２）Ｓｒ２（Ｒ１．７Ｃｅ０．３）Ｃｕ２Ｏ１０＋δ（Ｒ＝Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｙ）经碘嵌入后形成一个Ｃ轴拉长的新结构．每个式子可含一个碘原子．碘使每个（ＢｉＯ）双层膨胀３．４至３．６Ａ，体系氧含量减少从而导致Ｔｃ下降．与其它超导体系相比，碘嵌入的样品的（ＣｕＯ２）面间距很大，但Ｒ＝Ｓｍ，Ｎｄ的样品仍然超导，这意味着（ＣｕＯ２）面间偶台对超导性产生并不重要．     

Ti-Pd系的超导性

自从1912年Onnes发现世界上第一个超导合金其T_c略高于组成元素的自身值之后,人们不断地努力寻找比组成元素T_c值有较大幅度提高的各种组合,至今已找到了数以千计的超导合金和化合物.关于Ti-Pd系二元合金,Raub等人曾提过A-15结构的Ti_4Pd会有超导性,但尚未见到详细的研究报道,Ti-Pd系超导性的研究基本是空白.     

（Bi,Pb）2Sr2（R,Ce）2Cu2O10＋δ超导体碘嵌入后结构和Tc变化研究

超导体系（Ｐｂ１．８Ｐｂ０．２）Ｓｒ２（Ｒ１．７Ｃｅ０．３）Ｃｕ２Ｏ１０＋δ（Ｒ＝Ｎｄ，Ｓｍ，Ｃｄ，Ｙ）经碘嵌入后形成一个ｃ轴拉长的新结构。每个式子可含一个碘原子。碘使每个（ＢｉＯ）双层膨胀３．４至３．６Ａ，体系氧含量减少从而导致Ｔｃ下降。与其它超导体系相比，碘嵌入的样品的（ＣｕＯ２）面间距很大，但Ｒ＝Ｓｍ，Ｎｄ的样品仍然超导，这意味着（ＣｕＯ２）面间偶合对超导性产生并不重要。     

非晶态NbNi合金的电性和磁性

对非晶态 Nb_(100-x)Ni_x(x=65,59.8,56.4)合金电阻随温度的变化及超导转变进行了测量,结果表明:电阻温度系数随 Ni 含量 x 的变化不是单调的,而是 x=59.8的电阻温度系数最小.定性分析表明:这是由于 x=59.8时,合金中巡游电子数目相对比较多的缘故.低温超导性的测量结果表明:x=59.8和56.4的两个样品低温下还具有超导性.     

原子半径差与高温超导电性的关系

提出了确定各种类型的稀土氧化物的原子半径差Δd的计算公式,用该式计算了60种稀土氧化物超导体的原子半径差Δd的值,发现稀土氧化物超导体的原子半径差Δd多数集中在0.5878—0.6158之间一个狭窄范围。而原子半径差在此范围之外的稀土氧化物一般不具有超导性,常见非氧化物超导体的原子半径差一般不在此范围。显然原子半径差Δd可作为稀土氧化物超导性的一个经验判据,这对进一步探讨稀土氧化物的超导机制有一定指导意义。     

超导微观理论及其进展浅说

一、引 言 从1911年发现金属的超导现象到1957年超导微观理论的建立,经过了将近半个世纪。在这期间,一大批杰出的物理学家在实验和理论方面作了艰苦的努力和广泛的探索,逐步揭示出产生超导性的微观机制与物理图象,使人们对超导现象的认识逐步深化.再借助于40年代后期开始研究、50年代初期发展起来的量子场论方法,在1957年由巴丁(Bardeen)、库珀(Cooper)、施里弗(Schrieffer)三人共同创立了近代超导微观理论.这就是著名的BCS理论. 本文将扼要地介绍关于超导性的基本实验结果,实验及理论的研究怎样引导人们去认识这一重大的物理问题,介绍B…     

掺杂半导体的超导过程——杂质-等离振子模型

本文提出了一个“杂质-等离振子模型”,描述掺杂半导体的超导过程。作为其推论:1)定性解释了T_c随压力增加而线性下降的实验结果;2)推导出了一个超导判据,说明重掺杂(n型)是半导体获得超导性的必要条件;3)提出了一种测量超导性半导体中费密能级与杂质能级相对位置的新方法。 关键词：     

Al-Si共晶合金超导性加强机制

本文分析了Al-Si共晶合金超导性加强的几种可能机制,指出最可能的机制是负U中心机制.     

二维铁电材料α-In2Se3 表面分子束外延生长Pb 纳米岛的STM 研究

铁电材料拥有自发电极化, 不同的极化方向会对异质结的电子结构产生可逆的和非易失性的影响. 本工作采用分子束外延技术在二维铁电材料α-In2Se3 衬底上成功制备了 Pb 纳米岛构建 Pb/α-In2Se3 超导铁电异质结,并通过扫描隧道显微镜表征了其表面原子结构与电子结构. 进一步的扫描隧道谱测量显示不同层厚 Pb 岛的量子阱态消失, 并且我们在4.5 K 的温度下没有观察到超导能隙, 表明铁电衬底会影响 Pb 岛的电子结构, 甚至其超导特性. 这些发现为理解铁电衬底对超导性的影响提供了参考, 并为调控低维量子材料中的电子结构及超导性提供了新的思路.     

掺Pr的YBCO体系的EXAFS研究

通过对掺Pr的YBCO体系的EXAFS数据计算机分析发现:体系中的O的位置随Pr含量改变发生了变化。CuO₂平面曲折度增加,Cu-O链上的O更趋近于CuO₂面,Ba-O3间距增大。所有这些变化导致载流子浓度降低和载流子严重局域化,引起超导性发生变化。     

科技簡訊

稀土元素的化合物GdRu_2是鉄磁性的;另有一种結构相同的化合物CeRu_2是非鉄磁性的,但在5°K以下是超导性的。假如在CeRu_2中加入8％的化合物GdRu_2,它們将形成固溶体,既是超导性,又是鉄磁性的。在4.2°K测定的这一材料的磁滞迴綫有着一般的表明是鉄磁性的形状(图1)。但若溫度降到1.3°K,就会得     

非晶态磁性理论综述

研究非晶态磁性理论是近几年才真正开始的.随着对非晶态磁性材料的研究日益深入,应用前景越来越明显,提出了从理论上阐明非晶态材料中磁相互作用和磁性现象特点的要求.更广泛地从整个固体物理的发展上看,从过去对晶体的研究,到对非晶态材料的各种物理性质,如半导性、超导性、磁性等的研究,是固体物理发展的重要方面.过去的固体理论中,晶体的点阵结构可以说是一个很重要的基础.然而现在的实验和理论都表明,对于许多物理性质,这种结构都不是决定性的条件,例如非晶态材料中同样可以形成能带结构,出现超导性、铁磁性或反铁磁性.因此,研究非晶态…     

冷压与热压处理对YBa2Cu3O7-δ的结构相变和超导电性的影响

 本文研究了冷压（2.2~5.2 GPa）与热压（2.2 GPa,2.50~950 ℃）对YBa₂Cu₃O_7-δ的正交→四方相转变区和超导电性的影响。冷压保持其正交结构,但破坏了超导性,在98 K（失超点）到室温呈半导体特性,再在空气中烧结,可恢复液氮温区的零电阻状态。以Cu锅密封样品,热压处理至950 ℃,不发生Cu的析出。热压处理后,98 K（失超点）到室温呈半导体特性,再经通氧烧结,于86 K出现零电阻。热压处理过程,从450~950 ℃为正交→四方转变区。950 ℃为转变结束温度,大大高于氧气、空气、氮气、真空状态的温度。400 ℃附近为起始转变温度,低于氮气、氧气气氛的温度。因此相变区加宽。T_0-t结束温度升高,与Cu锅的抑制还原作用有密切关系。如降低高压淬火速率（<<10² ℃/s）,或随后辅以氧气氛中的后处理,将有利于获得既有高密度又有高T_c的YBa₂Cu₃O_7-δ超导体。     

最近物理学综述评论文献题录

88-72.超导性研究的最近进展.(前川桢通).日本 用磁　学会志[日],11(1987),No.3,461-463.参 14.88-73.新型超导化合物一磁性超导体和高 Tc氧化 物.(石川征靖).日本应用磁　学会志[日],11 (1987),No.3,464-469.参 17.88-74.巡游电子磁性和超导性.(山口　二等).日本 应用磁　学会志[日],11(1987),No.3,470-474. 参 29.88-75.超微粒子的电子状态(小林俊一).日本应用 磁　学会志[日],11(1987),No.3,475-477.参 3.88-76.超微粒子的磁性和超导性.(松尾进).日本应 用磁　学会志[日],11(1987),No.3,478-482. 参 16.88-77.磁场线再连接.(B.).ycnex…