Mechanisms of Conventional and High Tc Superconductivity (International Series of Monographs on Phys pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Oxford University Press, USA

作者:Vladimir Z. Kresin

出品人:

页数:196

译者:

出版时间:1993-06-17

价格:USD 250.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780195056136

丛书系列:

图书标签:

物理
固体物理
Superconductivity
High-Tc Superconductivity
Condensed Matter Physics
Solid State Physics
Quantum Mechanics
Statistical Mechanics
Materials Science
Physics
Monograph
International Series of Monographs on Physics

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具体描述

Superconductivity has become one of the most intensely studied physical phenomena of our times, with tremendous potential to revolutionize fields as diverse as computing and transportation. This book describes the methods, established results, and recent advances in the field. The goal is to present recently developed theoretical models in light of the long-sought aim of achieving the effect at very high temperatures. The book includes a detailed review of various mechanisms, including phononic, magnetic, and electronic models. The authors focus on the phenomenon of induced superconductivity in the high-temperature oxides, particularly the high-transition-temperature cuprates. They also discuss a variety of low-temperature superconducting systems in conventional materials and organics. The book links the crucial experiments with the most current theories, offering a unified description of the phenomenon. All researchers (and graduate-level) students involved with work in superconductivity will find this an invaluable resource, including solid-state and condensed-matter physicists and chemists, and materials scientists.

《超导现象的探索：从传统到高温的物理机制》本书是一本深度探讨超导现象物理机制的学术专著，旨在为读者全面梳理和解析从传统的低温超导材料到近年来备受瞩目的高温超导材料在超导态形成过程中所遵循的内在物理规律。全书结构严谨，内容翔实，将引导读者深入理解超导这一迷人量子现象背后的微观世界。第一部分：传统超导的理论基石——BCS理论及其衍生在进入高温超导的复杂领域之前，本书首先对被誉为“超导理论皇冠上的明珠”的BCS（Bardeen-Cooper-Schrieffer）理论进行了深入的剖析。我们将从基本概念出发，详细阐述电子-声子相互作用如何促使电子形成库珀对（Cooper pair），以及这些成对的电子如何在一个被动的晶格背景中无阻碍地运动，从而展现宏观量子效应——零电阻和迈斯纳效应。库珀对的形成与量子力学描述：本部分将详细介绍BCS理论的核心思想，即通过晶格振动（声子）作为媒介，成对的电子会产生一个微弱但至关重要的吸引力。我们将运用量子力学的语言，描述库珀对的形成过程，包括其波函数、能量以及配对能隙。超导能隙的起源与探测：超导能隙是BCS理论的关键预言之一，它代表了打破库珀对所需的最小能量。本书将详细解释能隙的产生机制，并介绍各种实验技术，如隧道谱（tunneling spectroscopy）、红外反射谱（infrared reflectivity）等，如何直接或间接测量和证实超导能隙的存在及其特性。迈斯纳效应与伦敦方程：除了零电阻，迈斯纳效应（Meissner effect）是超导体的另一个标志性特征，即超导体在低于临界温度时会完全排斥外部磁场。本书将阐述伦敦方程（London equations）如何成功描述这一现象，解释磁场穿透深度（penetration depth）的概念，以及它与超导态微观结构的联系。 Ginzburg-Landau理论及其优越性：随着对超导现象认识的深入，Ginzburg-Landau（GL）理论应运而生，它是一种宏观唯象理论，能够成功解释许多BCS理论无法直接描述的现象，尤其是在磁场下的行为。本书将重点介绍GL理论的序参量（order parameter）概念，以及它如何描述超导态的对称性破缺和相变过程。同时，本书还将探讨GL理论的上限，以及它在解释磁通钉扎（flux pinning）等现象时的局限性。第二类超导体与Abrikosov涡旋：针对磁场下行为更为复杂的第二类超导体，本书将详细介绍Abrikosov涡旋（Abrikosov vortices）的概念。我们将解释磁通量子（magnetic flux quantum）的概念，以及磁场如何以涡旋束的形式穿透第二类超导体，并阐述涡旋结构对宏观性质的影响。第二部分：高温超导的奥秘——新机制的探索与挑战进入20世纪80年代以来，铜氧化物（cuprates）和铁基（iron-based）材料等一批高温超导体的发现，极大地拓展了超导研究的疆域，同时也带来了巨大的理论挑战。BCS理论在解释这些新材料的超导机制时显得力不从心。本书的第二部分将聚焦于高温超导材料，系统梳理当前的主流理论模型和前沿研究进展。铜氧化物超导体：d波配对与强关联效应：铜氧化物超导体（如YBCO）的临界温度远高于传统超导体。本书将深入探讨其可能存在的d波配对机制，并与BCS理论的s波配对进行对比。重点将放在强关联电子系统（strongly correlated electron systems）的概念上，解释电子间的强相互作用如何成为高温超导的关键。本书将分析各种理论模型，如t-J模型（t-J model）、Resonating Valence Bond（RVB）模型等，尝试解释铜氧化物超导的起源。铁基超导体：电子-声子耦合的新角色与电子-磁耦合：铁基超导体（如LaOFeAs）的发现进一步丰富了超导材料的大家庭。本书将探讨在这种材料中，电子-声子耦合是否仍然扮演重要角色，以及是否存在新的配对机制，例如电子-磁耦合（electron-magnon coupling）的可能性。本书将介绍自旋涨落（spin fluctuations）和轨道涨落（orbital fluctuations）在铁基超导中的作用。非常规配对机制的探索：除了上述主流材料，本书还将触及其他非常规超导材料，如重费米子超导体（heavy fermion superconductors）、有机超导体（organic superconductors）等，并对它们可能存在的非常规配对机制进行讨论。例如，是否存在声子以外的媒介子（如磁激子、电子-空穴激子等）参与配对？量子临界点与超导性的关联：近年来，研究发现许多非常规超导体都位于量子临界点（quantum critical point）附近。本书将介绍量子临界现象，以及它如何影响超导相的形成和性质。实验证据与理论的博弈：全书贯穿始终的将是对实验证据的细致梳理，包括各种谱学技术（如ARPES、STM）、磁学测量、比热测量等，如何为不同的理论模型提供支持或挑战。本书将强调理论与实验之间的相互促进和辩证关系。结论部分：超导研究的未来展望本书的最后部分将对超导研究的现状进行总结，并展望未来的发展方向。我们将探讨新型高温超导材料的发现潜力、新理论模型的构建需求，以及超导技术在能源、交通、信息等领域的潜在应用前景。本书旨在激发读者对超导物理学的深入思考和持续探索，理解超导研究不仅是基础科学的前沿，更是孕育未来颠覆性技术的重要源泉。本书适合物理学、材料科学等相关专业的学生、研究人员以及对超导现象充满好奇的读者。通过对本书的学习，读者将能够建立起对超导物理机制的系统性认知，并跟上该领域最前沿的研究动态。