固體理論講義七

固體理論講義七第1頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月1.概況超導(dǎo)材料的發(fā)展歷程：1911年 Onnes在4.2K發(fā)現(xiàn)Hg有超導(dǎo)電性。 之后人們已發(fā)現(xiàn)了千余中常規(guī)超導(dǎo)體，包括元素超導(dǎo)體及合金與化合物超導(dǎo)體。1973年 在Nb3Ge超導(dǎo)薄膜中觀察到Tc=23.2K的轉(zhuǎn)變溫度。1986年 Müller和Bednorz在La2-xSrxCuO4中觀察到Tc=35K的轉(zhuǎn)變溫度。其它各種類型的超導(dǎo)體：鐵磁超導(dǎo)體（FeAs基超導(dǎo)體）反鐵磁超導(dǎo)體（GdMo6S8)有機(jī)超導(dǎo)體重費(fèi)米子超導(dǎo)體（UPt3),m*≥200me

第2頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月液氫的溫度~21K,液氮的溫度為~77K。第3頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月圖上列出的氧化物高溫超導(dǎo)體都是空穴型高溫超導(dǎo)體。1989年日本學(xué)者在Nd基氧化物中用Ce4+離子取代Nd3+離子，獲得了第一例電子型超導(dǎo)體Nd2-xCuxCuO4（Tc≈20K）第4頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月2.結(jié)構(gòu)與相圖的共同特征1.

存在CuO2導(dǎo)電層—銅氧化合物結(jié)構(gòu)的共同特征。CuO2層對超導(dǎo)電性的產(chǎn)生起主要作用。第5頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)雜的銅氧化物可以簡化為兩類結(jié)構(gòu)單元：導(dǎo)電層；電荷庫第6頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月2.

存在絕緣性的反鐵磁母體化合物—相圖的共同特征所有新發(fā)現(xiàn)的銅氧化合物高溫超導(dǎo)體都可以認(rèn)為是有某些母體化合物經(jīng)摻雜或改變氧含量形成的，而這些化合物均是反鐵磁絕緣體。BCS超導(dǎo)體的正常態(tài)為費(fèi)米液體，而高Tc超導(dǎo)體的正常態(tài)為非費(fèi)米液體。第7頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月3.高溫超導(dǎo)體中超導(dǎo)態(tài)的基本屬性1.超導(dǎo)態(tài)仍然Cooper對的相干凝聚態(tài)

超導(dǎo)仍然是載流子對總體的相干凝聚。2.

配對的對稱性—主要是各向異性的d波配對BCS超導(dǎo)體屬于各向同性的s波配對。在二維BZ中，波的能隙函數(shù)可表示為：第8頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月3.

極端的II類超導(dǎo)體4.

復(fù)雜的同位素效應(yīng)同位素指數(shù)BCS超導(dǎo)體0.5非常小第9頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月同位素指數(shù)依賴空穴和摻雜濃度說明配對的主要機(jī)制不一定是聲子的互作用第10頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月5.

不同于BCS超導(dǎo)體的低溫特性比熱穿透深度核自旋-點(diǎn)陣馳豫率6.

氧化物超導(dǎo)體沿導(dǎo)電層的直流電阻率普遍地具有線性溫度行為普通金屬第11頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月4.弱摻雜區(qū)正常態(tài)膺隙的存在

所謂膺隙是指部分形成能隙所有弱摻雜的銅氧化物高溫超導(dǎo)體的正常態(tài)中均存在膺隙。這是弱摻雜區(qū)正常態(tài)的一個基本屬性銅氧化物高溫超導(dǎo)體在正常態(tài)存在膺隙。說明正常態(tài)已存在配對（Cooper對）。但只有在Tc之下才能形成Cooper對之間的相位相干，形成超導(dǎo)凝聚。配對與超導(dǎo)凝聚不是同時發(fā)生。但BCS超導(dǎo)體的配對與超導(dǎo)凝聚是同時發(fā)生的。第12頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月高溫超導(dǎo)機(jī)理的爭論的焦點(diǎn)是：形成Cooper對的作用力的來源目前受人們關(guān)注的是P.A.Lee的規(guī)范場理論他認(rèn)為在二維