Quasielastic Neutron Scattering and Solid State Diffusion pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Hempelmann, Rolf

出品人:

页数:316

译者:

出版时间:2001-1

价格:$ 476.86

装帧:

isbn号码:9780198517436

丛书系列:

图书标签:

• 中子散射
• 固体扩散
• 凝聚态物理
• 材料科学
• 中子物理
• 扩散机制
• 晶体动力学
• 相变
• 材料性质
• 非弹性散射

好的，这是一本关于“低温物理学与超导材料”的图书简介： --- 书名：低温物理学与超导材料：从基础理论到前沿应用 内容简介 本书深入探讨了低温物理学的核心概念及其在现代材料科学，特别是超导材料领域中的关键应用。全书结构严谨，内容涵盖了从宏观现象到微观机制的多个层面，旨在为物理学、材料工程及相关交叉学科的研究者和高年级学生提供一份详尽而富有洞察力的参考资料。 第一部分：低温物理学的基本原理与实验技术 本部分首先奠定了低温物理学的理论基础。我们从经典统计物理学的角度审视了绝对零度附近的物质行为，着重分析了玻尔兹曼分布在极低温度下的局限性，并引入了量子统计力学——费米-狄拉克统计和玻色-爱因斯坦统计——作为理解低温现象的必要工具。 详细讨论了理想气体在低温下的行为，特别是对玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）的形成条件、性质及其在原子物理中的意义进行了深入剖析。随后，本书转向了氦的液化与低温制冷技术。我们不仅追溯了卡皮察、阿伦松和费舍尔在液氦制备上的历史性贡献，还详细阐述了现代制冷循环，如斯特林循环、脉管制冷机（Pulse Tube Refrigerators）以及稀释制冷机（Dilution Refrigerators）的工作原理。对于后者，我们详细解析了其基于$^3 ext{He}$和$^4 ext{He}$混合物中熵转移过程的热力学基础，并探讨了如何实现毫开尔文（mK）级别的稳定温度控制。 在实验技术方面，本书详尽介绍了超导磁体的构造、设计优化及其在产生强磁场下的应用。同时，对低温电阻测量、比热容测试以及霍尔效应等输运性质测量在低温环境下的特有挑战和解决方案进行了详尽的论述，包括如何有效消除寄生电阻、处理接触电阻，以及如何精确控制磁场对测量的影响。 第二部分：超导现象的理论基础 超导性作为低温物理学中最引人注目的宏观量子现象，在本部分占据了核心地位。我们从伦敦方程出发，建立了描述超导体中电磁场穿透深度的唯象理论框架，清晰地展示了迈斯纳效应的物理图像。 随后，本书全面引入了BCS 理论（Bardeen-Cooper-Schrieffer 理论）。我们详细推导了同因子相互作用的哈密顿量，解释了库珀对（Cooper Pairs）的形成机制，并推导了超导能隙 $Delta(T)$ 与温度的关系。能隙的性质、密度之态（Density of States）在超导转变点附近的变化，以及约瑟夫森效应（Josephson Effect）的微观起源，都在本部分得到了详尽的阐述。特别是，对第一类和第二类超导体的区分，以及彭特-菲利普斯（Pippard）对穿透深度的修正，使得读者能够全面理解超导材料在磁场下的复杂响应。 第三部分：第二类超导体与磁通动力学 不同于BCS理论主要描述的I型超导体，实际应用中更广泛的是II型超导体。本部分深入剖析了第二类超导体的特性，包括维兰-兰道（V-L）理论中定义的上临界场 $H_{c2}$ 和下临界场 $H_{c1}$。 重点讨论了磁通钉扎（Flux Pinning）现象。当外部磁场处于混合态时，磁通线（Flux Vortices）会穿透超导体内部。本书详细分析了磁通线的结构、它们的相互作用（如吉尔曼-刘西金德力），以及磁通线在电流驱动下的运动——即磁通蠕移（Flux Creep）和磁通跳跃（Flux Flow）。这些动力学过程直接决定了超导体的临界电流密度 $J_c$，是评估高温超导材料实际性能的关键指标。我们还引入了安德森-金模型来描述磁通动力学对电阻的贡献，为理解实际测量中的零电阻极限提供了理论支撑。 第四部分：新兴超导材料与前沿应用 本部分将理论知识与材料科学的最新进展相结合。对高温超导体（HTS），特别是铜氧化物（Cuprates）和铁基超导体（Iron-based Superconductors）的结构、电子结构以及“非传统”配对机制进行了考察。我们探讨了这些材料中存在的结构有序性、掺杂依赖性，以及“赝能隙”（Pseudogap）等未完全解决的科学问题。 此外，本书还专门开辟章节讨论了有机超导体、重费米子系统以及拓扑超导体的研究现状。拓扑超导体因其在构建量子比特（Qubit）方面的潜力而备受关注，本书详细介绍了马约拉纳费米子（Majorana Fermions）在这些系统中的潜在实现路径。 最后，本书总结了超导材料在能源、交通和计算领域的广泛应用，包括：超导磁体（MRI、聚变堆）、超导电缆（输电损耗最小化）、超导滤波器（无线通信）以及超导量子干涉器件（SQUID）在高灵敏度磁测量中的应用。 本书的编写风格力求清晰、逻辑严密，通过大量的图表和案例分析，帮助读者构建起低温物理学和超导材料领域的完整知识体系。

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