超导电性研究的历史与现状

新乡教育学院学报

ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＸＩＮＸＩＡＮＧＥＤＵＣＡＴＩＯＮＣＯＬＬＥＧＥ

Ｖ０１．１７，Ｎｏ．４

ＤＥＣ．２００４超导电牲研究的历史与现状

王智甫

（禹州市第三高中，河南禹州４６１６７０）

摘要：回顾了超导现象的发现、研究历程，综述了超导物理学研究的历史和主要成果，讨论了超导物理学研究的重大意义。指出超导电性理论的突破必将推动凝聚态物理学的迅猛发展，推动量子统计物理学的发展；讨论了低温超导体和高温超导铜氧化物超导体的性质差别；讨论了ＢＣＳ理论在解释高温超导铜氧化物超导电性时的困难。

关键词：超导电性；ＢＣＳ理论；高温超导铜氧化物超导体；低温超导体

中图分类号：Ｇ６３３．７文献标识码：Ａ文章编号：１６７２—３３２５（２００４）０４－０１１６—０２

人类关于超导电性的研究已经经历了９０多个春秋，９０余年来先后有４次诺贝尔奖是发给从事超导物理学研究的科学家的，足见科学界对超导物理学研究的重视。超导电性研究的重要意义，在于超导体的特殊性质应用于生产实际将会产生巨大的经济效益和社会效益。例如，处于超导态的超导体由于载流能力强（横截面积为ｌｍｍ２的Ｐｂ超导体处于超导态时其临界电流达到１４０Ａ）［１］，如果现在使用的导线全部换成超导材料，将会节约大量的金属；由于超导临界电流很大，因此由超导电流产生的磁场也是非常强的，由超导电流产生的强磁场将会超过任何磁性材料产生的磁场，那么．磁悬浮列车的造价将会大为降低；由于超导电流产生的磁场很强，从而使得电子仪器的小型化成为可能，因为，电子仪器内的线圈可以做得很小又能获得足够强的磁场；利用超导电性的量子化特性可以生产精密测量仪器，应用于军事（飞机、卫星、潜艇信号的测量等）、医学（脑磁图、心磁图等的测量）等行业。超导电性研究的突破将推动制造业、国防、医学、空间技术、计算机技术、信息技术等方面的飞速发展，将对人类的生产、生活，国家的经济活动产生巨大而深远的影响，将推动凝聚态物理学理论的飞速发展，因此，超导电性理论研究既具有重大的理论意义，又具有重大的实践意义。正因为如此，超导电性研究一直是凝聚态物理学家最为关心的理论问题，是世界性的重大前沿科学难题。回顾超导电性研究的历史，俯瞰超导电性研究的现状有助于超导电性的深入研究。

一、超导电性研究的历史回顾

１９１１年卡末林·昂尼斯发现了超导电性（因此获得超导物理学的第一次诺贝尔物理学奖），即处于超导态的超导体呈现无阻载流现象，超导体具有临界电流——处于超导载流态的超导体当电流大于某一确定值时将由超导态转变为正常态的特征；超导体存在着转变温度——临界温度，即在超导转变温度之上超导体呈现正常导体的性质。到２０世纪的

１１６３０年代，迈斯纳发现了超导体的完全抗磁性——处于超导态的超导体外磁场总被排斥在超导体之外，随后超导临界磁场、超导穿透深度（伦敦穿透深度）、超导相干长度、超导能隙等先后被发现［ｚ］。伴随着超导体这些性质的发现，人们开始着手从理论上力求给出说明，伦敦兄弟首先研究了超导体的电磁学性质，给出了伦敦方程，并由此导出了伦敦穿透深度的概念，这就是超导理论的二流体模型，超导二流体模型认为，当超导体处于超导态时，在超导体内部存在着两种载流子——正常载流子和超导载流子；由于超导电性，处于超导态的超导体内部不存在电场（超导体表面层除外），因此，处于超导态的超导体内部的正常载流子不参与载流，此时只有超导载流子才能参与载流，故而超导体呈现超导状态［３］，这一思想目前仍被大多数超导物理学家所认可。伦敦兄弟的超导二流体模型只是一种惟像理论，它没有给出超导电性的物理本质的说明。超导物理学的发展引起了物理学家对超导体的热力学性质的研究兴趣，通过对超导体热力学性质的研究，人们发现超导体在转变温度附近比热产生跃变Ｌ４］，这就是二级相变的特征。随后人们又发现了超导体的同位素效应、压力效应、宏观量子效应、隧道效应、交流感应台阶效应、超导邻近效应等。

先后发现的超导材料既有单质的，也有化合物；既有二元化合物也有多元化合物；既有无机化合物也有有机化合物。随着第一类超导体的发现和研究的深入，人们又发现了第二类超导体，在第二类超导体中存在着磁通线阵列。

同位素效应的发现给人们对超导电性的研究以极大的启示作用，１９５０年，弗烈里希指出，两个电子之间可以通过交换声子立即被另一个电子所吸引，相互作用能够用二阶微扰理论计算。随后巴丁、库珀、施瑞弗等人在发表的论文中给出了超导电性的物理学理论的说明（他们由于超导物理学理论的卓越贡献而获得了诺贝尔物理学奖）。他们认为，超导

收稿日期：２００４－０４—０６

作者简介：王智甫（１９５７－），男，河南省禹州市人，中学一级教师。研究方向：物理教学。　万方数据第４期王智甫：超导电性研究的历史与现状

电性起源于电子一声子之间的相互作用，熟悉固体物理学的人都知道声子是晶格振动产生的能量量子（电磁场量子），电子与声子之间的相互作用，实际上是电子与晶格热振动产生的电磁场之间的相互作用，也就是电子与晶格之间的相互作用，这就从根本上解决了超导电性的起源问题。他们给出了超导能隙的计算表达式，结果表明，超导电子是结合成对的，这也为后来的实验结果所证实。用他们提出的理论不仅解释了２０世纪５０年代以前发现的所有超导电性的问题，而且可以预测超导材料的超导转变温度［５］，这个理论似乎是非常完善、无懈可击的。但是令人意外的事情还是发生了，２０世纪７０年代发现的超导体的转变温度超过了ＢＣＳ理论的预测值（２３Ｋ），１９８６年以后发现的高温铜氧化物超导体更使ＢＣＳ理论难堪！不仅超导转变温度比ＢＣＳ理论预测值高１０几倍，而且高温铜氧化物超导体的诸多奇异性质更是ＢＣＳ理论无法解释的。

在２０世纪５０年代，原苏联的科学家朗道和京茨堡等人对第二类超导体的磁通线现象给出了研究结果，他们给出了超导电性的两个惟像方程ｃ６３，解释了超导磁通线分布的问题。由于这一贡献京茨堡获得了２００３年度的诺贝尔物理学奖。

二、超导物理学研究的现状

（一）高温铜氧化物超导体的奇异性质

１９８６年对于超导物理学来说是一个不平常的年份，这一年的４月份，德国物理学家柏诺兹等人发现了高温铜氧化物超导体，当年他获得了诺贝尔物理学奖。随后出现了被超导物理学家称为“淘金热”的全世界范围内的超导研究热潮，先后发现了七大系列的高温铜氧化物超导材料，超导转变温度均在９０Ｋ以上。

新发现的高温铜氧化物超导体具有许多奇异性质，例如，很小的超导相干长度，并且相干长度呈现各向异性的性质；各向异性的大的穿透深度；各向异性的大的能隙；超导载流子都是空穴；存在着赝能隙口３；正常态电阻率随温度变化呈现各相异性及非线性特征；霍尔系数随温度变化的非线性特征［８３；母体均为反铁磁结构，材料的结构存在着电荷库层相间夹杂着超导层的结构，属于典型的第二类超导体等［９］。

（二）高温超导铜氧化物超导机理研究的现状

自高温超导铜氧化物发现以来，人们力求用ＢＣＳ理论进行解释，但高温超导铜氧化物超导体的转变温度已远远超出了该理论预言的超导转变温度，ＢＣＳ理论从来没有给出超导体参数各相异性的结果，因此，ＢＣＳ理论遇到了前所未有的挑战，陷入了极为尴尬的境地。

超导物理学家们先后提出了各种各样的强耦合超导物理模型（费米液体模型，非费米液体模型［１叽），力图解释高温超导铜氧化物的超导机理，但直到现在为止，还没有哪一种理论能够将高温超导铜氧化物超导体所有性质都解释得清楚的完整理论。他们往往是解释了其中的几个性质而其他性质就无法解释了，这样的理论显然不是高温超导铜氧化物超导体的超导机理，尽管一些理论是由世界著名的物理学家提出的，但仍然不能被确认为高温超导铜氧化物超导体的理论。

目前，虽然ＢＣＳ理论存在着明显的缺陷，超导物理学家们仍然以它为基础来研究和衡量超导方面的研究结果。因为，不管低温超导体还是高温超导铜氧化物超导体的载流子都是库珀电子对，在这一点上二者是相同的。

三、结束语

超导现象虽已发现９０余年了，超导材料也已发现了千余种，但直到现在人类还没有给出超导电性的完整理论。这不能不说是一大遗憾！ＢＣＳ理论虽然不能解释高温超导铜氧化物超导体的超导电性问题，但它毕竟给人们指出了超导电性问题的研究思路，电子一声子相互作用模型尽管受到人们的怀疑，但声子是导体中的基本激子，电子不可能不与声子发生相互作用，这也正是大多数超导物理学家默认ＢＣＳ理论正确性的基本前提。

目前，纳米材料学、纳米电子学的研究在世界范围内蓬勃开展，纳米材料学与超导物理学同为凝聚态物理学的分支，相信他们任何一门理论上的重大突破必将产生连锁反应，从而带动凝聚态物理学其他学科的迅猛发展，不远的将来超导物理学理论必将建立起来。

建立在能带理论基础上的材料电性理论是以量子统计理论为基础的，超导理论的建立必将对量子统计理论提出挑战，必将推动量子统计物理学的发展，而量子统计物理学理论的发展必将推动凝聚态物理学的全面发展，由此将带动凝聚态物理学应用学科的全面发展，进而导致人类应用材料学的性变化，谁抓住这个机遇谁就占领了世界材料科学的前沿阵地，使整个国家处于世界的领先地位，因此，超导物理学理论的研究具有重大的理论意义和重大的实际意义。

参考文献：

［１］张裕恒．超导物理［Ｍ３．合肥：中国科学技术大学出版社，１９９７：３６７．

Ｉ－２］冯端等．金属物理学（第四卷）：超导电性和磁性ＥＭ３．北京：科学出版社，１９９８：３—３２．

ｒ－３３张裕恒．超导物理［Ｍ［．合肥：中国科学技术大学出版社，１９９７：４４—４５．

Ｉ－４］黄昆．固体物理学［Ｍ］．北京：高等教育出版社，１９８８：４７０——４７５．

［５］弗烈里希著．张祖绅，等译．物理译丛－超导性理论ＥＭ］．北京：科学出版社，１９６１：６９—１３３．

［６３冯端等．金属物理学（第四卷）：超导电性和磁性ＥＭ３．北京：科学出版社，１９９８：２６—６２．

Ｅ７３周午纵，梁维耀等．高温超导基础研究［Ｍ３．上海：上海科学技术出版社，１９９９：４６７－－４７１．

Ｅ８３张其瑞．高温超导电性［Ｍ３．杭州：浙江大学出版社，１９９２：１３６—２１２．

［９］张其瑞．高温超导电性ＥＭ３．杭州：浙江大学出版社，１９９２：５７——１０２．

Ｉ－１０３张其瑞．高温超导电性ＦＭ］．杭州：浙江大学出版社，１９９２：３３９—３６２．

【责任编校郭涛】

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　万方数据

超导电性研究的历史与现状

作者：王智甫， Wang Zhipu

作者单位：禹州市第三高中,河南,禹州,461670

刊名：

新乡教育学院学报

英文刊名：JOURNAL OF XINXIANG EDUCATION COLLEGE

年，卷(期)：2004，17(4)

被引用次数：1次

1.张裕恒超导物理 1997

2.冯端金属物理学:超导电性和磁性 1998

3.张裕恒超导物理 1997

4.黄昆固体物理学 1988

5.弗烈里希.张祖绅物理译丛:超导性理论 1961

6.冯端金属物理学:超导电性和磁性 1998

7.周午纵.梁维耀高温超导基础研究 1999

8.张其瑞高温超导电性 1992

9.张其瑞高温超导电性 1992

10.张其瑞高温超导电性 1992

1.学位论文张宪科两带模型与二硼化镁的超导电性2007

自1911年荷兰物理学家昂尼斯首先发现超导电性以来，超导研究一直是人们关注的热点问题。特别是1986年发现了氧化物高温超导体以后，更是在全世界掀起了超导研究的热潮。2001年1月10日，日本青山学院秋光纯教授宣布二硼化镁材料具有超导电性，超导转变温度高达39K。MgB2超导电性的发现掀起了对简单化合物超导体研究的热潮。人们使用各种现代化的研究手段，对二硼化镁超导体及相关材料的物理性质进行了重点研究。

本论文在弱耦合条件和两带模型的基础上，通过在配对势引入非电声作用，研究了新型超导体MgB<,2>的超导电性，得到了与实验一致的结果。

在第一章，我们简要回顾了超导电性的发现及超导理论发展的历程、超导体的基本性质、BCS理论及其主要结论和两带模型。

在第二章，我们详细介绍了世界各国研究人员对二硼化镁超导体研究的成果，其中包括超导体MgB<,2>的结构、同位素效应、压力影响、霍尔效应、元素替代、临界磁场、超导机制，同时也介绍了研究MgB<,2>超导体的意义及其它相关化合物的研究。结果表明，MgB<,2>具有声子媒介超导体的基本特征，可以在BCS理论的框架内讨论它的超导电性。与此同时，我们注意到，与其它具有相似晶格结构的化合物相比，MgB<,2>并没有什么特殊之处，但它却拥有远高于其它金属间化合物，高达39K的超导转变温度：另外，实验还表明，MgB2超导体总的同位素效应指数仅为0.3，明显偏离BCS的理论值1/2。所有这些都告诉我们，MgB<,2>并非一个纯粹的BCS超导体，单纯的电子一声子耦合机制不能很好地解释它的超导电性，还需要考虑到某种非电子一声子相互作用的贡献。于是在第三章和第四章，我们利用考虑了非电子一声子相互作用的两带模型对二硼化镁的超导电性进行了研究。

在第三章，我们通过引入非电子．声子相互作用，利用两带模型来解释MgB2的超导电性，并且使同一组参数分别计算了MgB<,2>超导体的临界温度、同位素效应指数、零温能隙及比热的跃变，所有计算结果都与实验基本一致。同时也说明，讨论二硼化镁超导电性的时候，考虑到非电子一声子相互作用是必要的。在第四章，我们通过在配对势中引入非电子．声子相互作用，在BCS理论框架下，推导出MgB<,2>超导体临界温度和同位素效应指数的方程，计算得到MgB2超导体的临界温度T<,c>=38K以及同位素效应指数α<,B>=0.27，这与实验结果是一致的，并且指出带内非电子．声子作用比带间非电子-声子作用对同位素效应的影响要大。

在第五章，我们在配对势中唯象地引入非电子-声子作用，在弱耦合条件下研究了电子-声子作用、非电子-声子作用和直接库仑作用共存超导体的同位素效应。在(a)ω<,np><ω<,D?和(b)ω<,np>>ω<,D>两种情况下，讨论了非电子一声子作用对同位素效应的影响，ω<,np>和ω<,D>分别是电声作用和非电声作用的截止频率。结果表明，在情况(a)中非电声作用λ<,np>只能改变α的大小，而不能改变α的符号，当α<0时，超导体中非电声机制占统治地位，电声机制处于次要地位；在情况(b)中非电声作用λ<,np>既能够改变α的大小，又能够改变α的符号，当α<0时，超导体中电声机制占统治地位，非电声机制处于次要地位。

2.期刊论文申小海.乔海军金属小粒子的超导电性-甘肃科技2008,24(11)

文章利用BCS理论的推广,对金属小粒子的超导电性进行了探索.得出金属小粒子的尺寸对其超导电性产生了强烈的影响,金属小粒子的能隙不再仅是温度的函数,同时也是小粒子尺寸或者电子能间距的函数.

3.学位论文赵继军两次诺贝尔物理学奖获得者——约翰·巴丁2007

约翰·巴丁是美国著名物理学家，他是迄今为止唯一一位两次获得诺贝尔物理学奖的科学家。他因晶体管的发明和超导微观理论-BCS理论的提出

，分别于1956年和1972年获得诺贝尔物理学奖。巴丁的研究所涉及的领域十分广泛，对物理学的发展做出了杰出的贡献。除了在科学上取得的卓越成就之外，巴丁在工业企业发展战略，制定等方面也做出了自己的贡献。

本文包括五部分：

第一部分是巴丁的传略，主要介绍了巴丁的家庭背景、求学历程、工作经历、主要成就等。

第二部分回顾了巴丁与布拉顿合作发明点接触型晶体管的过程，讨论了晶体管发明的影响和有益启示，同时分析了他惜别贝尔实验室的原因。

第三部分回顾了巴丁与库珀、施里弗协作，共同建立BCS理论的过程，讨论了BCS理论的影响和意义。

第四部分介绍了巴丁担任工业企业和顾问期间的工作，以及在此做出的贡献。

第五部分概括了巴丁的品格和科学风格。

4.期刊论文罗子江.吴广国.LUO Zi-jiang.Wu Guang-guo紧束缚近似解释MgB2超导电性-贵州大学学报（自然科学版）2005,22(2)

作者在BCS理论对于超导体电声耦合组成库珀对解释超导电性的基础上,从MgB2能带结构出发,通过紧束缚近似理论对其的详细计算和系统分析,比较合理的解释了MgB2的超导电性.

5.学位论文王勇刚van Hove理论在高温超导中的应用2002

铜氧化物超导体的高转变温度,低同位素效应指数,各向异性的对称性以及异常的正常态输运性质是实验和理论物理研究的热点课题之一.在诸多的高温超导理论当中,借助于费米面上态密度的奇异性来解释高温超导电性的van Hove模型已被许多实验和理论工作证实,并被用于解释异常的超导和正常态性质.该论文我们从BCS理论框架下的van Hove奇异性图象出发,利用反铁磁模型讨论了铜氧化物超导体中小同位素效应指数及其与掺杂之间的关系;采用紧束缚近似方法计算了d-y<'2>>+e<'(iθ)>d<,xy>(θ=0,π/2)混合态的相图;利用CuO<,2>平面紧束缚能带结构研究了Hg,Tl,Bi系和YBCO高温超导体导演的正常态平面温差电势率(TEP)的湿度和掺杂行为;最后总结了金属化合物超导体MgB<,2>的实验和理论工作,在此基础上建立了一个描述其超导电性的紧束缚单带模型,并对其掺杂效应和压力效应进行了初步的探讨.

6.学位论文刘英豪高温超导体YBCO的PPC和PIS效应与氧含量测定及相关实验研究2002

本论文简要描述了超导物理的发展，详细综述了高温超导体的PPC和PIS效应研究进展。并利用液氮淬火方法获得了不同氧含量的一系列

YBa2Cu3O6+x样品；使用X射线衍射手段分析了样品的结构特征：利用正电子湮没技术深入研究了光辐照YBa2Cu3O6+x样品的电子结构和电输运性质；利用碘滴定方法准确地测定了样品的氧含量。全文共分以下五个部分：

　　超导物理研究历史：从Onnes发现超导电性到Bednordz的高温超导体，从常规超导体的发展到高温超导体的探索，从同位素效应、比热测量到角分辨光电子谱实验都做了简要的回顾。并就BCS理论所面临的挑战及目前流行的自旋波模型和RVB理论作了进一步探讨。对s波对称性的传统超导体做出解释的BCS理论的建立离不开众多理论的推动和发展。如Gorter-Casimir的相变热力学和二流体模型，London兄弟的电动力学，Pipparde的非局域理论和Ginsberg-Laudau理论等。揭示超导起源的电子比热实验、同位素效应实验和超导能隙实验为其提供了坚实的实验基础。BCS理论是一个弱耦合理论，尽管经过Eliaberg的发展，使其可应用于强耦合系统，但在铜酸盐高温超导体面前仍然显得为力，与此同时还经受着MgB2的冲击。实际上，寻求解释高温超导体超导电性机理必须面对两个基本物理问题：(1)高温超导体的基态与传统超导体的BCS基态是相容的，还是具有奇异性质的新基态；(2)电荷载流子之间的有效相互作用是来自于传统超导体的电-声相互作用，还是应该寻找别的相互作用机制。

PPC和PIS研究进展：激光辐照氧缺陷的YBa2Cu3O6+x后，其电阻减小，超导转变温度提高，甚至在低温可诱导超导电性，这种光诱导态在室温可持续几天。这一点与常规超导体不同，光照抑制常规超导体的超导电性。就此进行对比研究将对高温超导电性机理探索起着重要作用。目前的光致电荷转移和光助氧有序模型，成功地解释了大部分实验现象，但还存在不完善的方面。

采用固态反应方法制备了一系列YBa2Cu3O6+x样品，为了得到不同的氧含量，采取400-900℃液氮淬火。用XRD手段对样品进行结构分析，结果表明样品单相性很好，无杂峰存在。400-700℃退火的样品为正交相，850-900℃淬火的样品为四方相。

PPC和PIS的正电子研究：正电子湮没研究白光辐照后YBa2Cu3O6+x样品，结果表明正电子短寿命τ1和长寿命τ2光照后迅速减小，这些可能与光照后氧有序排列有关；另一个特点是寿命的减小很快达到饱和，这可能与室温的热致无序相关。正电子寿命的减小量随氧含量变化关系研究表明，随着氧含量的增加寿命τ1减小量是逐渐变大的，而寿命τ2的减小量是逐渐变小的，因此光照后氧有序和电荷转移在其中是共同起着重要作用。τ1和τ2的减小量随氧含量的变化关系研究表明，τ1的减小量随氧含量的增加而增加，但τ2的减小量随氧含量的变化与τ1相反，正好随氧含量的增加而减小。这些奇异特性可以用氧有序和氧空位电子束缚模型来解释。正电子寿命τ1主要反映正电子在完整晶格中的湮没，链层氧越多越容易形成有序，因此氧含量多的样品其τ1的减小量变化越明显。τ2主要反正电子在缺陷处的湮没，其减小量随氧含量增大的减小，主要是由于氧含量大的样品中，其氧空位少所引起的。

碘滴定法测定氧含量：利用氧含量的最基本的测定方法之一碘滴定法测定了所制备的样品的氧含量，主要结果是：400，600，650和700℃淬火的样品的氧含量分别是6.2，6.702，6.594和6.550，与Jorgensen等人用中子衍射法所的结果很好地一致。

7.学位论文支晓芬MgB<,2>掺杂系统电子结构和光学性质的第一性原理研究2009

MgB2超导电性的发现引起了人们对二元化合物超导体的研究兴趣。人们使用各种研究方法对二硼化镁系统和二硼化镁掺杂系统的物理性能进行了研究。我们用基于密度泛函理论的第一性原理的方法研究了二硼化镁掺杂系统的电子结构、超导电性和光学性质。

论文的主要内容如下：

(1)介绍了MgB2系统和MgB2掺杂系统的电子结构、超导电性和光学性质。

(2)介绍了密度泛函理论和论文的计算程序-CASTEP。

(3)分别研究了Al掺杂、Li掺杂MgB2系统的键布居、能带和态密度，进而与BCS理论相结合得到了各系统的超导转变温度。结果表明，Al掺杂系统的B-B键比Li掺杂系统的B-B键弱，但是Al掺杂系统的B-Mg键比Li掺杂系统的B-Mg键强，而且B-Al键远强于B-Li键。与MgB2系统相比，Al掺杂使得系统的能带向低能方向移动，Li掺杂使得系统的能带向高能方向移动，并且Al掺杂系统费米面上的总态密度N(EF)降低，超导转变温度降低，Li掺杂系统的费米面上的总态密度升高，超导转变温度升高。

(4)研究了Be、C共掺MgB2系统的键布居、能带、态密度和光学性质，进而与BCS理论相结合得到了超导转变温度。结果表明，在

Mg(B7/8Be1/16C1/16)2系统中，Be-B共价键和C-B共价键都比B-B共价键弱，而且还存在弱B-B离子键。Be、C共掺系统的费米面上的总态密度N(EF)比C掺杂系统的大，比Be掺杂系统的小。在入射波方向、波数都相同的条件下，在0-10000cm-1波数范围内，Be、C共掺系统的光电导的实部σ1比C掺杂系统的大，比Be掺杂系统的小；在0-60000cm-1波数范围内，Be、C共掺系统的有效载流子数Neff(ω)比C掺杂系统的多，比Be掺杂系统的少。Be、C共掺MgB2系统的超导转变温度比C掺杂系统的高比Be掺杂系统的低。这些现象与Be、C共掺的补偿作用有关。

(5)研究了Ag掺杂MgB2系统的键布居、能带、态密度和光学性质。结果表明，Mg6/8Ag2/8B2系统的B-B共价键减弱，B-Mg键略有增强，B-Ag键是弱共价键。Ag掺杂系统费米面上的总态密度N(EF)比未掺杂系统费米面上的总态密度大。在低能区，Ag掺杂系统的光电导增大。Ag掺杂后，系统的有效载流子数增加。

总之，与MgB2系统相比，Al掺杂使得系统的能带向低能方向移动，费米面上的总态密度降低，超导转变温度降低；Li掺杂使得系统的能带向高能方向移动，费米面上的总态密度升高，超导转变温度升高。Be、C共掺时存在补偿作用，这在系统的电子结构、超导转变温度和光学性质等方面都能体现出来。Ag掺杂后，系统的有效载流子数增加；在低能区，系统的光电导增大。

8.期刊论文赵继军.陈岗.ZHAO Ji-jun.CHEN Gang超导BCS理论的建立-大学物理2007,26(9)

介绍了巴丁、库珀和施里弗的生平,回顾了BCS理论的建立过程,综述了BCS理论建立的影响和意义,以义由此带给人们的有益启示.

9.学位论文张霞Van Hove奇异性、非电声作用与HgBa<,2>Ca<,n-1>Cu<,n>O<,2n+2+δ>（n=1，2，3）系统的超导

电性2008

自高温氧化物超导体(HTSC)被发现以来，科学家已经做了大量的研究工作，提出了很多理论模型来解释它们的超导电性，但到目前为止，高温超导的具体机制还不清楚。2001年，东京大学和斯坦福大学的科学家在英国《自然》杂志发表文章声称，他们已经通过实验找到了声子与高温超导电性有关的直接证据；角分辩光电子发射谱和隧道效应的测量进一步为证明声子和高温超导电性的机制有关提供了有利证据；x射线吸收谱研究发现电声作用对汞系的超导电性有重要贡献，可以在BCS理论框架内讨论HgBa2Can-1CunO2n+2+δ(n=1,2,3)的超导电性。研究表明，只考虑态密度的Van Hove奇异性或只考虑非电声作用，都不能完善地解释HTSC的超导电性；只有同时考虑态密度的Van Hove奇异性和非电声作用才可以更好地解释HgBa2Can-

1CunO2n+2+δ(n=1,2,3)系统的超导电性。我们在BCS理论框架内采用自洽近似方法，讨论了HgBa2Can-1CunO2n+2+δ(n=1,2,3)系统的超导转变温度Tc和同位素效应指数α，得到了与实验符合的结果。

本论文分以下几章：

第一章，简要回顾了超导电性的发现、超导的基本特性、超导理论的发展、BCS理论、超导研究经历的不同阶段、超导体的分类和超导体的应用。 第二章，详细介绍了关于HTSC研究的成果，其中包括高超导转变温度超导体研究的重大突破、HTSC晶体结构的共同特征、HTSC正常态和超导态的反常特征、高温超导机制的探索和汞系HTSC的研究。

第三章，讨论了态密度的Van Hove奇异性和非电声作用对Tc和α的影响。研究表明，如果不考虑非电声所用，随着费米温度TF的增大，Tc增高

，α增大，但二者都趋于饱和。如果不考虑Van hove奇异性，当非电声作用常数λnp较小时，Tc随λnp的增大提高地很快，随着λnp增大，Tc的增速趋于缓慢，进而达到饱和值；而α则随λnp的增加而单调变小，最终趋于零。对于HgBa2Ca-1CunO2n+2+δ(n=1，2，3)系统，只有同时考虑Van hove奇异性和非电声作用，才能统一地解释Tc和α的实验结果。

10.期刊论文杨晓翠.YANG Xiao-cui超导电性的量子方程-鞍山师范学院学报2005,7(6)

从超导体BCS理论出发,阐述了超导电性的理论机制,建立了超导体中电子对的量子力学方程,从而得到求解一般超导体问题的理论方法.

1.张颖.陈浩乾超导电性及其材料的应用与进展[期刊论文]-广东化工 2008(12)

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