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第1章 高温超导12年发展概况和展望 1

§1．1 引言 1

§1．2 12年的研究硕果 3

2．8．4(Bi，M)Sr2CaCu2O7 5

1．3．1 基础物理方面 7

§1．3 今后的发展动向 7

1．3．2 新材料和化学方面 9

1．3．3 材料科学和应用方面 9

§1．4 结束语 12

参考文献 13

第2章 高温超导氧化物的结构化学 14

§2．1 引言 14

§2．2 钙钛矿型结构 15

§2．3 高温超导体的夹层模型 16

§2．4 镧铜氧体系 18

2．4．1 La2CuO4 18

2．4．2 La_(2－x)MCuO4 19

2．4．3 La2CuO_4+δ 23

2．4．4 La2MCu2O6 24

§2．5 钕铜氧体系 26

2．5．1 Nd2CuO4 26

2．5．2 Nd2-xMCuO4-y 26

§2．6 锶铜氧体系 29

2．6．1 SrCuO2 29

2．6．2 Sr1-xMxCuO2 30

2．6．3 Srn+1CuO2n+1+δ 31

2．7．1 YBa2CuO7 33

§2．7 铱钡铜氧体系 33

2．7．2 YBa2Cu3O7中的化学取代 35

2．7．3 YB2Cu4O8 39

2．7．4 YBa2Cu3O7的其他衍生物 42

§2．8 铋锶钙铜氧体系 45

2．8．1 Bi2Sr2Can-1CunO2n+4 45

2．8．2 无公度调制结构 47

2．8．3 铋系超导体中的化学取代 48

§2．9 铊钡钙铜氧体系 52

2．9．1 Tl2Ba2Can-1CunO2n+4 52

2．9．2 TlBa2Can-1CunO2n+3+δ 54

2．9．3 铊系列超导体中的化学取代 55

2．10．1 HgBa2Can-1CunO2n+2+δ 57

§2．10 汞钡钙铜氧体系 57

2．10．2 汞系列化合物中化学取代 58

§2．11 结束语 59

参考文献 60

第3章 高温超导材料的合成技术与化学控制的特性 70

§3．1 引言 70

§3．2 高温超导体的制备 70

3．2．1 固相反应 71

3．2．2 柠檬酸盐凝胶法 72

3．2．3 草酸盐共沉淀法 79

§3．3 受化学控制的高温超导性 87

§3．4 受结构控制的高温超导性 93

§3．5 结束语 99

参考文献 99

§4．1 引言 100

第4章 高温氧化物超导体的微观结构和分析 100

§4．2 微结构分析的基本方法和技术 101

4．2．1 X射线衍射 101

4．2．2 中子衍射 103

4．2．3 高分辨电子显微学 104

4．2．4 X射线微分析术 105

4．2．5 电子能耗谱 107

4．2．6 电子衍射和会聚束电子衍射 110

4．2．7 背散射电子衍射 111

4．2．8 电子全息成象 113

§4．3 透射电子显微镜和样品制备 115

4．3．1 仪器 115

4．3．2 透射电镜样品的制备 116

4．4．1 钉扎现象 117

§4．4 钉扎现象和缺陷 117

4．4．2 高温超导体中的缺陷 119

§4．5 产生有效钉扎源的基本方法 121

4．5．1 单晶块状超导体 121

4．5．2 多晶块状样品 129

4．5．3 超导薄膜 129

§4．6 临界电流密度 132

§4．7 超导体中氧的化学计量 135

§4．8 晶粒间界结构和弱连接现象 137

4．8．1 孪晶结构 137

4．8．2 晶界的几何描述 139

4．8．3 晶界的化学计量 146

4．8．4 双晶体结构和超导研究 152

4．9．1 群体织构和临界电流密度 153

§4．9 超导薄膜的织构 153

4．9．2 超导体内的电流路径 157

§4．10 涡线的观察 160

§4．11 结束语 162

参考文献 162

第5章 高温超导体的元素替代效应 166

§5．1 引言 166

§5．2 元素替代效应的分类 168

§5．3 CuO2面外的元素替代效应 169

5．3．1 镧系超导体 169

5．3．2 Y-123系超导体 173

5．3．3 其他铜氧化合物体系 179

5．3．4 小结 183

§5．4 CuO2面内的元素替代效应 184

5．5．1 基本实验结果 189

§5．5 Pr的替代效应 189

5．5．2 对若干问题的讨论 194

§5．6 元素替代效应与高温超导机理 200

5．6．1 元素替代效应的物理图象 200

5．6．2 基本经验规律 202

5．6．3 对理论的启发和约束 204

5．6．4 问题 206

§5．7 结束语 208

参考文献 208

第6章 正常态的电子输运性质 212

§6．1 引言 212

§6．2 电阻率 214

6．2．1 一般行为及测量 214

6．2．2 a-b面的电阻率ρah 216

6．2．3 c轴方向的电阻率ρc 223

6．3．1 霍尔系数和霍尔角的定义 227

§6．3 霍尔系数 227

6．3．2 实验结果 228

§6．4 温差电势率 237

6．4．1 温差电势率的测量及一股行为 237

6．4．2 实验研究的进展 240

6．4．3 理论解释 247

§6．5 1/f噪声 247

6．5．1 有关原理简述 247

6．5．2 问题的提出及现状 250

§6．6 结束语 252

参考文献 253

§7．1 引言 259

第7章 高温超导体中的磁有序及自旋涨落 259

§7．2 几个主要问题 262

7．2．1 从反铁磁绝缘体La2CuO4说起 263

7．2．2 掺杂样品 279

7．2．3 几个机理问题 283

7．2．4 小结 292

§7．3 YBa2Cu3O6+x系统中的磁响应 293

7．3．1 x的温度反常行为 293

7．3．2 有公度的与无公度的 295

7．3．3 自旋隙 295

§7．4 有待进一步研究的几个重要问题 297

7．4．1 标度律 297

7．4．2 赝能隙 307

§7．5 结束语 309

7．4．3 其他 309

参考文献 310

第8章 超导能隙和正常态能隙的光电子能谱测量 314

§8．1 引言 314

§8．2 超导能隙 315

§8．3 欠掺杂超导体中正常态能隙 320

§8．4 结束语 332

参考文献 332

第9章 高温超导的自旋动力学 335

§9．1 引言 335

§9．2 核磁共振基础 336

9．2．1 共振频率 336

9．2．2 超精细相斥作用 337

9．2．3 频移 338

9．2．4 弛豫 339

9．2．5 超导态的核磁共振性质 343

9．2．6 实验方法 345

§9．3 铜氧化合物中的电子关联 346

9．3．1 相图 346

9．3．2 奈特移位与自旋自由度 347

9．3．3 非科林加弛豫性质与电子关联 350

9．3．4 间接H耦合与电子关联 354

9．3．5 自旋涨落与超导 356

§9．4 电场梯度与局域电荷密度 359

§9．5 超导态的性质 365

9．5．1 频移随温度的变化 365

9．5．2 相干峰的消失与弛豫率的幂次温度变化 365

9．5．3 杂质及结晶不完整性的影响 365

9．5．4 其他物理量的反常行为 369

§9．6 结束语 370

参考文献 371

第10章 高温超导体正常态电子结构的高能电子能谱学研究 374

§10．1 引言 374

§10．2 库仑相互作用与CuO2面的电子结构 375

10．2．1 CuO2面的晶体结构与其电子能带结构 375

10．2．2 库仑相关能 377

10．2．3 光电发射谱 379

10．2．4 CuO2层的多电子能级结构 384

§10．3 CuO2层的载流子 385

10．3．1 p型超导体的芯电子的高能激发 385

10．3．2 n型超导相的芯电子高能激发 389

10．3．3 载流子电子轨道的对称性 392

10．4．1 高能电子能谱的谱权转移 397

§10．4 超导载流子的关联 397

10．4．2 优化高温超导体的电子结构 400

§10．5 微分析应用 405

§10．6 结束语 408

参考文献 409

第11章 d波超导体的物理性质与高温超导电子配对的对称性 414

§11．1 引言 414

§11．2 d波超导体的本征性质 418

11．2．1 能隙方程和能隙函数随温度的变化 418

11．2．2 态密度 420

11．2．3 比热 420

11．2．4 电磁响应函数 421

11．2．5 拉曼光谱 422

11．2．6 核磁共振 424

11．2．7 中子散射 426

§11．3 非磁性杂质散射对d波超导性质的影响 427

11．3．1 电子自能函数 428

11．3．2 态密度 430

11．3．3 比热 431

11．3．4 电导 432

11．3．5 磁穿透深度 433

11．3．6 拉曼光谱 433

11．3．7 核磁共振 434

§11．4 高温超导实验结果分析 435

11．4．1 磁穿透深度 435

11．4．2 微波电导 438

11．4．3 拉曼散射 439

11．4．4 核磁共振 442

11．4．5 角分辨光电发射谱 445

§11．5 结束语 448

参考文献 449

第12章 比热探讨和赝能隙 454

§12．1 引言 454

§12．2 比热所涉及的物理参量 455

§12．3 热容量的微分测量方法 457

§12．4 (Y0.8Ca0.2)Ba2Cu3O6+x的探讨和结果 460

§12．5 (Bi,Pb)2Sr2(Ca,Y)Cu2O8+x的探讨和结果 464

§12．6 赝能隙现象 467

§12．7 赝能隙的意义 469

§12．8 结束语 471

参考文献 472

主题索引 473