第1章 超导电性的表征 1
1.1零电阻态的发现 1
1.2零电阻态遇到的困难 2
1.3Meissner效应 6
1.3.1Meissner效应 6
1.3.2超导态的特殊磁性 6
1.4超导电性：ρ=0，B=0 8
1.4.1临界温度Tc 8
1.4.2临界磁场Hc 20
1.4.3临界电流密度jc 22
1.5超导态的实验观测 23
1.5.1零电阻率的上限 23
1.5.2Meissner效应的实验观察 25
1.6超导体特殊磁性的描述 28
第2章 超导体的热力学性质 31
2.1超导相变热力学 31
2.1.1二流体模型 31
2.1.2超导体的自由能和磁化功 32
2.1.3超导体的熵和相变潜热 34
2.1.4超导体的比热容 36
2.1.5晶格比热容和电子比热容 38
2.2超导相变的力学效应 39
2.3热导 43
2.3.1热导机制 44
2.3.2低温下正常金属的热导 44
2.3.3超导体的热导 45
2.4温差电效应 46
第3章 London理论 47
3.1在超导体中的电磁基本规律 47
3.2零电阻的结果 48
3.3London方程 50
3.4London方程的应用 53
3.4.1有限厚度的无限大超导板 53
3.4.2在磁场中的超导球 54
3.5穿透深度的测量 56
3.5.1颗粒的磁化率 57
3.5.2细长圆柱的磁化率 59
3.5.3测中空长圆柱内、外磁场法 60
3.5.4微波谐振法 60
3.5.5电感法 60
3.5.6对穿透深度测量结果的分析 61
3.6热力学理论得出的Hc（T），λ（T）关系和Δc 62
3.6.1Hc（T） 63
3.6.2Δc 64
3.6.3λ（T） 65
3.7London理论之成功与不足 67
第4章 Pippard理论 70
4.1相干（相关）长度 71
4.2反常趋肤效应 74
4.3Pippard非局域关系 77
4.3.1相干长度ξp很小的情况（ξp？λ） 79
4.3.2λ？ξp 79
4.3.3普遍情况 80
4.4Pippard理论之成功与不足 82
第5章 Ginzburg-Landau（GL）理论 84
5.1自由能和GL方程 85
5.2在磁场中GL方程的解 88
5.2.1Ha≈0的情况 88
5.2.2弱磁场情况 90
5.2.3κ？1时GL方程的解析解 93
5.3特征长度λ（T，Ha），ξ（T）和GL参量κ 94
5.3.1λ（T，Ha） 94
5.3.2ξ（T） 95
5.3.3GL参量κ 96
5.4两类超导体 97
5.5GL理论的适用范围 104
第6章 中间态与界面能 105
6.1在均匀磁场中超导椭球的磁性 105
6.2超导环的磁性 108
6.3Landau的中间态分层模型 114
6.3.1Landau不分支模型 114
6.3.2Landau分支模型 114
6.4中间态的实验观察 116
6.4.1Bi探针法 116
6.4.2缀饰法——Bitter图案技术 120
6.4.3磁光法 121
6.5中间态热力学 124
6.6界面能 127
6.6.1正界面能的提出 128
6.6.2正负界面能的起源 132
6.7横向磁场中超导线电阻的恢复 134
6.8中间态的磁矩 136
6.8.1在横向磁场中超导圆柱的磁化曲线 137
6.8.2在横向磁场中超导薄圆盘的磁化曲线 139
6.8.3在横向磁场中超导方薄板的磁化曲线 139
6.9过冷 141
6.9.1由于过冷而引起的滞后 141
6.9.2理论分析 141
6.9.3Faber实验 144
第7章 混合态 理想的第Ⅱ类超导体 146
7.1第Ⅱ类超导体的磁性上、下临界磁场Hc1和Hc2 146
7.2第Ⅱ类超导体的热力学性质 148
7.2.1热力学临界磁场Hc 148
7.2.2Hc1（T）和Hc2（T）处的相变是二级相变 150
7.3Meissner态与理想第Ⅱ类超导体的载流能力 153
7.4Hc1孤立磁通涡旋线 154
7.4.1磁通涡旋线 154
7.4.2London模型的孤立涡旋线Hc1 155
7.4.3GL理论的Hc1 159
7.5混合态结构 磁通涡旋线 164
7.5.1接近Hc1的混合态 164
7.5.2近邻涡旋线的相互作用 165
7.5.3接近Hc1的混合态磁化曲线 166
7.5.4磁通线与表面的相互作用 168
7.6Hc2 168
7.6.1强磁场中GL方程的解 168
7.6.2再论GL参量κ 170
7.7接近Hc2的磁通涡旋线结构Abrikosov理论 171
7.8在Hc1＜Ha＜Hc2中间区的磁化曲线和Ha（T）相图 179
7.8.1磁化曲线 179
7.8.2Ha（T）相图 180
7.9涡旋线结构的实验观测 181
7.9.1中子衍射 181
7.9.2核磁共振 182
7.9.3缀饰法 183
7.10κ＝1/？的特殊情况 185
7.11表面超导电性 186
7.11.1磁场和表面平行的情况 186
7.11.2其他情况 189
第8章 实用超导体 191
8.1磁通俘获和不可逆磁化 191
8.1.1俘获磁通的观测 191
8.1.2非理想第Ⅱ类超导体中的磁通俘获 192
8.2作用在涡旋线上的力 195
8.2.1Lorentz力 195
8.2.2镜像力 195
8.3钉扎力和钉扎中心 196
8.3.1钉扎力和钉扎中心 196
8.3.2元钉扎 198
8.3.3钉扎源 201
8.4Bean模型和临界态（T=0K） 203
8.5Kim-Anderson模型 206
8.5.1超导圆筒的磁化实验 206
8.5.2Kim-Anderson模型 207
8.5.3磁化曲线 208
8.6一般情况的磁化曲线 210
8.7有限温度下的磁通蠕动 临界态 212
8.7.1实验现象 212
8.7.2Anderson磁通蠕动理论 212
8.7.3高温超导热激活模型新论 215
第9章 小尺寸超导体 226
9.1小样品中的磁场分布 226
9.1.1London理论的小样品的解 226
9.1.2κ＜1／？的超导薄膜GL方程的解 227
9.1.3κ？1的高温超导膜GL方程的解 229
9.2超导薄膜的磁矩 230
9.2.1超导薄膜磁矩的实验结果 230
9.2.2London理论的磁矩 231
9.2.3κ＜1/？的GL理论的磁矩 232
9.2.4κ？1的高温超导体的GL理论的磁矩 234
9.3超导薄膜的临界磁场 235
9.3.1超导薄膜临界磁场的实验结果 235
9.3.2London理论的超导薄膜临界磁场 235
9.3.3κ＜1/？的GL理论的超导薄膜临界磁场 237
9.3.4κ？1的GL理论的超导薄膜临界磁场 237
9.4临界厚度dc 238
9.4.1膜中GL方程解的分析 239
9.4.2临界厚度的实验分析 243
9.5超导薄膜临界磁场的非局域效应 246
9.5.1Hcf～d的实验结果（Ⅰ） 246
9.5.2Hcf～d的实验结果（Ⅱ） 247
9.5.3London理论 248
9.5.4GL理论 249
9.5.5λ定义的适用性 252
9.5.6λ～d关系 252
9.6超导薄膜临界磁场的非线性非局域效应 253
9.6.1London和GL理论的非局域修正 253
9.6.2弱磁场非局域理论 257
9.6.3强磁场非局域理论 258
9.6.4理论与实验比较 超导薄膜临界磁场的非线性非局域效应 262
9.7GL理论对超导薄膜的适用性 264
9.7.1理论与实验的予盾 264
9.7.2在薄膜中局域条件的新判据 264
9.7.3GL理论不能用于描述常规晶态超导薄膜的原因 266
9.7.4所谓实验符合Hcf∞d-1的错误所在 266
9.7.5高温超导薄膜的临界磁场 267
9.7.6膜的界面条件 268
9.8垂直磁场中超导薄膜的电阻转变 270
9.8.1实验结果 270
9.8.2理论解释 275
第10章 超导体的输运性质 278
10.1超导体中流过的电流分布于表面 278
10.2从正常导体到超导体的输运电流 278
10.2.1厚度为2d的无限平板 278
10.2.2圆柱超导体 282
10.3临界电流Ic 282
10.3.1电流对超导电性的破坏Silsbee假设 282
10.3.2临界电流密度 287
10.3.3电流和外加磁场对超导电性的破坏 广义的Silsbee假设 287
10.4超导薄膜的临界电流 289
10.4.1Silsbee假设不适用London理论失效 289
10.4.2GL理论的HIc 290
10.4.3实验结果 293
10.5第Ⅱ类超导体的临界电流 294
10.5.1常规第Ⅱ类超导体的临界电流 295
10.5.2高温超导体的临界电流密度 301
10.5.3磁通蠕动对jc的影响 301
第11章 宏观量子化 302
11.1类磁通量守恒 303
11.2宏观量子化 305
11.3实验测量 306
11.3.1磁通量子化 306
11.3.2临界温度的周期变化Little-Parks实验 308
第12章 Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）理论 311
12.1晶格结构在超导相变前后不变 311
12.2能隙 312
12.2.1比热容 312
12.2.2远红外吸收 313
12.3电-声子相互作用 314
12.3.1同位素效应 314
12.3.2电-声子相互作用的简单模型 315
12.3.3存在吸引相互作用时正常态的不稳定性 316
12.3.4吸引相互作用的来源 318
12.3.5屏蔽Coulomb作用 320
12.3.6造成电子间相互吸引的电-声子相互作用 320
12.4Cooper对 322
12.4.1Cooper对 322
12.4.2Cooper对的均方半径ρ 324
12.4.3对Tc和同位素效应的定性解释 325
12.5BCS基态能隙方程 325
12.5.1超导基态占据ε（p）态的几率 328
12.5.2Δ和E（p）的物理意义 329
12.5.3态密度 330
12.5.4Δ（0） 331
12.6BCSTc公式 332
12.7临界磁场和比热容 336
12.7.1Hc（T）～T 336
12.7.2ces 337
12.8BCS非局域非线性关系 339
12.9BCS理论的局限性 340
12.9.1与实验不符合的情况 340
12.9.2BCS理论模型之不足 340
第13章 正常电子隧道 342
13.1正常金属隧道 342
13.2超导体和正常导体之间的隧道 345
13.2.1超导隧道的发现 345
13.2.2正常金属—绝缘体—超导体的结 346
13.3超导体之间的隧道 348
13.3.1相同超导体之间的隧道 348
13.3.2不同能隙的超导体之间的隧道 349
13.4唯象理论 352
13.4.1N—I—S结 352
13.4.2S—I—S结 355
13.5Adkins模型 357
13.6非理想的行为 359
13.7双粒子隧道 360
13.8光子参与的隧道 364
13.9正常电子隧道效应的应用 370
13.9.1测量方法 370
13.9.2超导能隙的测量 超导能隙与温度的关系 371
13.9.3磁场对超导能隙的影响 374
13.9.4磁性杂质对超导电性的影响 374
13.9.5测量正常电子的寿命 376
13.9.6声子谱 376
13.9.7正常电子隧道效应在器件方面的应用 378
第14章 超导电子隧道 379
14.1Josephson方程 380
14.2弱连接超导体 385
14.3Josephson结的超导参数 389
14.3.1临界电流密度jc 389
14.3.2Josephson穿透深度λJ 391
14.3.3超导电子隧道的I～V曲线 392
14.4超导电子隧道与正常电子隧道 393
14.4.1从正常电子隧道到超导电子隧道过渡的实验结果 393
14.4.2Josephson隧道结的临界厚度 395
第15章 d.c.Josephson效应 399
15.1小结中超导宏观量子衍射现象 400
15.1.1矩形小结 400
15.1.2圆形小结 403
15.1.3任意取向磁场的矩形结 405
15.2非均匀电流密度的Josephson效应 406
15.2.1台阶状的电流密度分布 406
15.2.2单参量电流密度分布 410
15.2.3三角形分布的电流密度 413
15.3小尺寸结中的自场效应 414
15.3.1叠层隧道结中的自场 414
15.3.2交叉膜隧道结的自场效应 415
15.4涨落对Josephson效应的影响 419
15.5大结中的自场效应 422
15.5.1半无限大结的特解 423
15.5.2大结的一般解 423
15.5.3一维大尺寸结 427
15.6结的弱超导体行为 431
15.6.1势垒的自由能 431
15.6.2结中的磁场能 431
15.6.3结的Hc1 431
15.7论大结中理论与实验结果 433
第16章 a.c.Josephson效应 436
16.1a.c.Josephson效应 436
16.1.1a.c.Josephson效应 436
16.1.2a.c.Josephson效应的实验证明 437
16.2微波辐照下超导结的I～V曲线——微波感应台阶效应 438
16.3低Q结自激谐振的I～V曲线——自测效应 442
16.3.1隧道结中的电磁振荡模式 443
16.3.2低Q结的自测效应 444
16.4高Q结自激谐振的I～V曲线 455
16.4.1高QJosephson结的谐振模 455
16.4.2高Q腔受激谐振反馈作用于Josephson结的结果 462
第17章 Josephson效应的等效电路 472
17.1Josephson效应的等效电路 472
17.2恒压源模型下的I～V曲线 473
17.2.1在RSJ模型下 473
17.2.2SM模型下的特殊情况（V＝常数） 475
17.3在恒流源下RSJ模型的解析解 475
17.4在恒流源下对SM模型的分析 479
17.5RSJ模型下超导弱连接的电压-磁场关系 484
第18章 超导量子干涉 487
18.1双结超导量子干涉 487
18.1.1一般情况 487
18.1.2L＝0的情况 489
18.1.3L≠0的情况 490
18.2恒流源的I～V和V～Ha关系 491
18.2.1在RJS模型下电流源的I～V（Ha）关系 491
18.2.2恒流源下L≠0的情况 494
18.2.3恒流源下V～Ha关系的图解说明 494
18.3双结量子干涉的实验结果 496
18.3.1薄膜结的实验 496
18.3.2焊滴结的实验 497
18.3.3点接触的实验 498
18.3.4超导桥的实验 499
18.4单结超导环 500
18.4.1线性理论 500
18.4.2非线性理论 504
18.5单结超导环Josephson电流在一个磁通量子φ0内的多次振荡 505
18.6单结超导环量子干涉的实验结果 510
第19章 超导隧道效应的应用 512
19.1直流和射频超灵敏探测器 512
19.1.1磁强计（磁力仪）和磁场梯度计 512
19.1.2军用反潜水艇装置 515
19.1.3超导重力仪——预报地震 515
19.1.4磁强计在地质勘探中的应用 515
19.1.5探索层子（或夸克） 516
19.1.6在医学上的应用 517
19.1.7其他测磁的应用（宇航等） 517
19.1.8电压表和电流计 518
19.2高频超灵敏电磁探测器 518
19.2.1e/h的测量 519
19.2.2电压标准的监视 519
19.2.3亚毫米波发生器和探测器 520
19.2.4混频器 521
19.2.5Josephson结温度计 521
19.2.6超导计算机元件 521
第20章 高温超导体的电子相图及超导态电子配对的对称性 523
20.1电子相图 523
20.2赝能隙 525
20.3d波配对 526