導(dǎo)電物質(zhì)量子理論　超導(dǎo)

S. Fujita等著

1911年荷蘭物理學(xué)家H.K.Onnes在研究低溫下水銀的電阻率隨溫度的變化的時(shí)候,觀察到在4.2K附近水銀電阻突然消失,他把汞的這一新?tīng)顟B(tài)稱為超導(dǎo)態(tài)。以后又發(fā)現(xiàn)許多其他金屬也具有這種超導(dǎo)電性,但并非所有的金屬元素都表現(xiàn)有超導(dǎo)電性。研究表明超導(dǎo)現(xiàn)象依賴于晶格結(jié)構(gòu)和費(fèi)米面,具有明顯的抗磁性。J?巴丁、L?N?庫(kù)珀和J?R?施里弗3人于1957年建立了關(guān)于超導(dǎo)態(tài)的微觀理論,簡(jiǎn)稱BCS理論。它認(rèn)為超導(dǎo)電性的起因是費(fèi)米面附近電子之間存在著通過(guò)交換聲子而發(fā)生的吸引作用,由于這種吸引作用,費(fèi)米面附近的電子兩兩結(jié)合成對(duì),叫庫(kù)珀對(duì)。從而解釋了大量的超導(dǎo)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)事實(shí)。1986年J.G.Bednorz和K.M.Muller發(fā)現(xiàn)氧化物高溫超導(dǎo)體,是最近幾十年來(lái)在物理學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域中的重大突破,在世界范圍掀起了超導(dǎo)研究的熱潮。驚人的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不斷涌現(xiàn),但迄今,理論的進(jìn)展相對(duì)滯后。

本書是S. Fujita與 K. Ito.兩位作者合著的《導(dǎo)電物質(zhì)量子理論:Bloch 電子的Newdon 運(yùn)動(dòng)方程》一書的續(xù)書。本書的作者們力求在前一卷書所提供的基本知識(shí)和概念的基礎(chǔ)之上,盡可能詳盡地介紹超導(dǎo)的基本性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)與理論研究的最新進(jìn)展。其內(nèi)容涵蓋了零電阻現(xiàn)象、邁斯納效應(yīng)、磁通量量子化、約瑟夫森效應(yīng)和能隙的計(jì)算等。

全書內(nèi)容共分成18章。1.超導(dǎo)體M引言;2. 電子M聲子相互作用;3. BCS 基態(tài);4. 能隙方程;5. 復(fù)合物的量子統(tǒng)計(jì);6. 量子統(tǒng)計(jì)理論;7. 量子燧透;8. 化合物超導(dǎo)體;9. 超流和磁通量量子化;10. GinsburgMLandau 理論;11. Josephson 效應(yīng);12. 高溫超導(dǎo)體;13. TC的摻雜依賴性;14. 銅氧化物中的極化度;15. dM波庫(kù)珀對(duì); 16. TC之上的輸運(yùn)性質(zhì);17. 其他理論;18. 總結(jié)和一些注釋。

本書的讀者對(duì)象為關(guān)心凝聚態(tài)物理、固態(tài)物理、超導(dǎo)電性和量子霍爾效應(yīng)等領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展的科學(xué)家、研究人員和高年級(jí)研究生。為了有助于本書內(nèi)容的理解,有些章節(jié)包括了許多習(xí)題,它們都是一些與課文密切相關(guān)的直接的練習(xí)性的題目。做這些練習(xí)有助于讀者進(jìn)一步掌握教材引進(jìn)的新的知識(shí)。

丁亦兵,教授

(中國(guó)科學(xué)院研究生院)