固体理论讲义七.ppt

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1、氧化物高温超导体1.概况超导材料的发展历程：1911年Onnes在4.2K发现Hg有超导电性。之后人们已发现了千余中常规超导体，包括元素超导体及合金与化合物超导体。1973年在Nb3Ge超导薄膜中观察到Tc=23.2K的转变温度。1986年Müller和Bednorz在La2-xSrxCuO4中观察到Tc=35K的转变温度。其它各种类型的超导体：铁磁超导体（FeAs基超导体）反铁磁超导体（GdMo6S8)有机超导体重费米子超导体（UPt3),m*≥200me液氢的温度~21K,液氮的温度为~77K。

2、图上列出的氧化物高温超导体都是空穴型高温超导体。1989年日本学者在Nd基氧化物中用Ce4+离子取代Nd3+离子，获得了第一例电子型超导体Nd2-xCuxCuO4（Tc≈20K）2.结构与相图的共同特征1.存在CuO2导电层—铜氧化合物结构的共同特征。CuO2层对超导电性的产生起主要作用。复杂的铜氧化物可以简化为两类结构单元：导电层；电荷库2.存在绝缘性的反铁磁母体化合物—相图的共同特征所有新发现的铜氧化合物高温超导体都可以认为是有某些母体化合物经掺杂或改变氧含量形成的，而这些化合物均是反铁磁绝缘体

3、。BCS超导体的正常态为费米液体，而高Tc超导体的正常态为非费米液体。3.高温超导体中超导态的基本属性1.超导态仍然Cooper对的相干凝聚态超导仍然是载流子对总体的相干凝聚。2.配对的对称性—主要是各向异性的d波配对BCS超导体属于各向同性的s波配对。在二维BZ中，波的能隙函数可表示为：3.极端的II类超导体4.复杂的同位素效应同位素指数BCS超导体0.5非常小同位素指数依赖空穴和掺杂浓度说明配对的主要机制不一定是声子的互作用5.不同于BCS超导体的低温特性比热穿透深度核自旋-点阵驰豫率6.氧

4、化物超导体沿导电层的直流电阻率普遍地具有线性温度行为普通金属4.弱掺杂区正常态膺隙的存在所谓膺隙是指部分形成能隙所有弱掺杂的铜氧化物高温超导体的正常态中均存在膺隙。这是弱掺杂区正常态的一个基本属性铜氧化物高温超导体在正常态存在膺隙。说明正常态已存在配对（Cooper对）。但只有在Tc之下才能形成Cooper对之间的相位相干，形成超导凝聚。配对与超导凝聚不是同时发生。但BCS超导体的配对与超导凝聚是同时发生的。高温超导机理的争论的焦点是：形成Cooper对的作用力的来源目前受人们关注的是P.A.Le

5、e的规范场理论他认为在二维强关联电子体系中存在电荷与自旋分离两种元激发（Phys.Rev.Lett.1997,78:4111)