高溫超導物理

定　價：￥19.00

作　者：	韓汝珊編著
出版社：	北京大學出版社
叢編項：	北京大學物理學叢書教材第一輯
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787301036990	出版時間：	1999-11-01	包裝：	平裝
開本：	20cm	頁數(shù)：	337	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　片斷：第一章引言從1986年發(fā)現(xiàn)第一個銅氧化物高溫超導體開始掀起的研究熱潮，至今已持續(xù)十多年了.在這個遍及全球的熱潮中，研究涉及領域的廣度、觸及問題的深度，都是近幾十年來少見的.浩瀚的研究結(jié)果分散在上百次會議、數(shù)百種雜志的幾萬篇文獻中.各種專著，包括各類專題性的綜述在內(nèi)，已逾千種.但是，尚不多見適合于學生用的教材.特別是在國內(nèi)更不多見.已有的一些，也大多只是涉及早期的研究結(jié)果.筆者十年來在各種場合下，以‘高溫超導研究新進展’為題，作過許多次演講，深感需要一本專著性的教科書.寫這樣的書有相當?shù)碾y度，主要是因為研究還在迅速地進行中，還沒有一個統(tǒng)一的理論解釋.筆者希望能以核心物理問題為主線，從眾多物性的不同側(cè)面，較為深入地揭示高溫超導體向傳統(tǒng)凝聚態(tài)物理學提出的挑戰(zhàn).使讀者從實驗中逐步地把握住傳統(tǒng)的物理概念和理論是怎樣失效的.筆者希望不拘泥于實驗技巧的細節(jié)，能把實驗中包含的物理本質(zhì)介紹出來.希望不過多地借用數(shù)學，能把物理圖象突顯出來.使讀者能盡快地進入高溫超導研究的前沿領域，更快地觸及到問題的核心方面.寫這樣一本書的難度是顯而易見的.高溫超導體有許多令人吃驚的性質(zhì).從發(fā)現(xiàn)高溫超導現(xiàn)象至今十多年的研究熱潮中，在繼續(xù)尋找更高T↓c值的新材料的同時，人們已經(jīng)在確證、充實及理解那些奇特的現(xiàn)象上花費了巨大的力量.這個課題任務是極重大的，因為強電子關聯(lián)效應和強的磁耦合效應似乎是最要害的部分.人們必須找出某種確定的方式來修正BCS理論甚至朗道費米液體理論，以便說明這眾多的奇異的反常性質(zhì).幾十年來，朗道費米液體理論和BCS（巴?。瓗扃辏┤鸶ィ├碚撛粩啾蛔C明在非常廣泛的材料中是正確的.然而，在高溫超導體面前它們受到了嚴重的挑戰(zhàn).這種情況迫使人們必須發(fā)展這些理論，使它們能更綜合地包容進電子之間的強相互作用.可以肯定，高溫超導體正常態(tài)及超導態(tài)中的反常性質(zhì)必定會使人們對固體的認識發(fā)生重大的改變.高溫超導材料是迄今被研究過的最復雜的材料中的一種.需要純度和均勻度都非常高的高質(zhì)量大單晶，以便研究它們的許多各向異性的本征屬性.我們將拋開研究工作的先后順序，重點介紹主要的新現(xiàn)象和這些新現(xiàn)象反映出的重要的基本問題，以及相伴隨著而發(fā)展出的新概念和新思想.選取的這些現(xiàn)象和基本問題，已經(jīng)獲得多數(shù)研究組的首肯和共識.可能，或者說，我們預期它們將能經(jīng)受住時間的考驗.由于篇幅所限，不能詳細描述這些現(xiàn)象和問題的細節(jié)，只是強調(diào)結(jié)果的物理內(nèi)涵，強調(diào)它們的偏離費米液體理論和BCS理論的反常奇異特性.本書前言前言物理學是自然科學的基礎，是探討物質(zhì)結(jié)構和運動基本規(guī)律的前沿學科。幾十年來，在生產(chǎn)技術發(fā)展的要求和推動下，人們對物理現(xiàn)象和物理學規(guī)律的探索研究不斷取得新的突破。物理學的各分支學科有著突飛猛進的發(fā)展，豐富了人們對物質(zhì)世界物理運動基本規(guī)律的認識和掌握，促進了許多和物理學緊密相關的交叉學科和技術學科的進步。物理學的發(fā)展是許多新興學科、交叉學科和新技術學科產(chǎn)生、成長和發(fā)展的基礎和前導。為適應現(xiàn)代化建設的需要，為推動國內(nèi)物理學的研究、提高物理教學水平，我們決定推出《北京大學物理學叢書》，請在物理學前沿進行科學研究和教學工作的著名物理學家和教授對現(xiàn)代物理學各分支領域的前沿發(fā)展做系統(tǒng)、全面的介紹，為廣大物理學工作者和物理系的學生進一步開展物理學各分支領域的探索研究和學習，開展與物理學緊密相關的交叉學科和技術學科的研究和學習提供研究參考書、教學參考書和教材。本叢書分兩個層次。第一個層次是物理系本科生的基礎課教材，這一教材系列，將在幾十年來幾代教師，特別是在北京大學教師的教學實踐和教學經(jīng)驗積累的基礎上，力求深入淺出、刪繁就簡，以適于全國大多數(shù)院校的物理系使用。它既吸收以往經(jīng)典的物理教材的精華，盡可能系統(tǒng)地、完整地、準確地講解有關的物理學基本知識、基本概念、基本規(guī)律、基本方法；同時又注入科技發(fā)展的新觀點和方法，介紹物理學的現(xiàn)代發(fā)展，使學生不僅能掌握物理學的基礎知識，還能了解本學科的前沿課題和研究動向，提高學生的科學素質(zhì).第二個層次是研究生教材、研究生教學參考書和專題學術著作.這一系列將集中于一些發(fā)展迅速、已有開拓性進展、國際上活躍的學科方向和專題，介紹該學科方向的基本內(nèi)容，力求充分反映該學科方向國內(nèi)外前沿最新進展和研究成果.學術專著首先著眼于物理學的各分支學科，然后再擴展到與物理學緊密相關的交叉學科.愿這套叢書的出版既能使國內(nèi)著名物理學家和教授有機會將他們的累累碩果奉獻給廣大讀者，又能對物理的教學和科學研究起到促進和推動作用.《北京大學物理學叢書》編輯委員會1997年3月

作者簡介

　　作者簡介韓汝珊，1936年出生。1959年畢業(yè)于北京大學物理系。1982年赴美進修兩年?，F(xiàn)任北京大學教授、博士生導師，中國高等科技中心顧問委員會委員，中科院理論物理所凝聚態(tài)理論組負責人。他長期從事凝聚態(tài)、電子結(jié)構、高溫超導、計算凝聚態(tài)物理、介觀物理等方面的理論研究，完成或合作完成論文100余篇、出書8冊。曾獲1989年國家教委科技進步一等獎、北京大學特等獎（高溫超導）和1994年國家教委科技進步二等獎（C↓60）。

圖書目錄

     目錄
   第一章引言
   第二章高溫超導銅氧化合物晶體結(jié)構的特點與相圖
    2.1層狀結(jié)構及兩種結(jié)構單元
    2.2CuO↓2雙（多）層的特殊結(jié)構
    2.3載流子與相圖
    2.4相關新材料的探索
    2.5微觀模型
    2.5.1電子結(jié)構
    2.5.2三帶模型
    2.5.3單帶的hubbard模型和t－J模型
    2.5.4自旋費米子模型
    參考文獻
   第三章正常態(tài)的反常特性與電子間的強關聯(lián)I：電荷關聯(lián)
    3.1概述
    3.2電子譜
    3.2.1角積分譜（PES）
    （1）庫侖關聯(lián)
    （2）低束縛能的占據(jù)態(tài)
    （3）未占據(jù)的低能態(tài)
    （4）譜權重的轉(zhuǎn)移
    3.2.2角分辨光電子譜（ARPES ）
    （1）關于費米液體
    （2）準粒子壽命
    3.2.3多帶模型的關聯(lián)參數(shù)
    （1）第一性原理限制密度泛函方法
    （2）單粒子譜及其擬合方法
    （3）量子蒙特卡羅方法
    3.3光學性質(zhì)
    3.3.1電子喇曼散射
    （1）喇曼連續(xù)譜
    （2）雙磁波子喇曼散射
    3.3.2光電導
    （1）譜權重的轉(zhuǎn)移
    （2）中紅外帶
    （3）散射率和質(zhì)量增強
    3.4 單粒子激發(fā)譜
    參考文獻
   第四章正常態(tài)的反常特性與電子間的強關聯(lián)Ⅱ：自旋關聯(lián)
    4.1磁有序和自旋動力學概述
    4.2幾個重要問題（以La系為主作介紹）
    4.2.1反鐵磁絕緣體La↓2CuO↓4
    4.2.2摻雜樣品
    4.2.3幾個機制問題
    （1）反鐵磁長程序的破壞機制
    （2）絕緣－金屬相變，多余載流子的巡游性
    （3）相分離
    （4）短程自旋關聯(lián)
    （5）公度與非公度
    （6）多余空穴自旋自由度的凍結(jié)
    （7）超導樣品的一些問題
    4.2.4小結(jié)
    4.3 YBa↓2Cu↓3O↓（6＋x）系統(tǒng)中的磁響應
    4.3.1x的溫度反常
    4.3.2公度與非公度
    4.3.3自旋隙
    4.4有效低能模型中的自旋激發(fā)
    4.4.1半滿情形中的磁關聯(lián)及自旋動力學
    （1）海森伯模型中的反鐵磁性
    （2）Hubbard模型中的自旋密度波
    （3）雜質(zhì)效應
    4.4.2半滿情形的單粒子激發(fā)
    （1）t－J模型中的單空穴態(tài)
    （2）t－J模型中的反鐵磁自旋極化子
    （3）SDW態(tài)中的口袋和反鐵磁自旋極化子
    4.4.3有限摻雜情形中的磁關聯(lián)和自旋動力學
    （1）螺旋有序
    （2）順磁態(tài)中的電子關聯(lián)
    4.4.4有限摻雜情形中的單粒子激發(fā)
    （1）安德森點陣模型中的輔助粒子
    （2）t－J模型中的輔助粒子
    （3）漲落交換近似
    （4）贗隙和起始反鐵磁性
    4.4.5電磁響應
    4.5有待進一步研究的幾個重要問題
    4.5.1標度律
    （1）關聯(lián)長度的標度行為
    （2）ω/T標度律
    4.5.2贗隙
    4.5.3其他
    參考文獻
   第五章正常態(tài)的反常特性與電子間的強關聯(lián)Ⅲ：費米面
    的特征
    5.1引言
    5.1.1銅氧化物超導體布里淵區(qū)高對稱點的符號
    5.1.2銅氧化物超導體電子結(jié)構計算結(jié)果
    5.1.3二維性
    5.1.4從光電子譜確定費米面的規(guī)則和方法
    5.2光電子譜的實驗結(jié)果
    5.2.1Bi↓2Sr↓2CaCu↓2O↓（8＋δ）的結(jié)果
    5.2.2Bi↓2Sr↓1.9Pr↓0.1CuO↓（6＋δ）的結(jié)果
    5.2.3YBa↓2Cu↓3O↓7和YBa↓2Cu↓4O8的結(jié)果
    5.2.4N型超導體的結(jié)果
    5.2.5銅氧化物超導體不同家族的測繪費米面的比較
    5.2.6銅氧化物超導體的摻雜行為
    5.2.7從入射偏振光子流獲得的對稱性信息
    5.2.8準粒子譜線形的分析
    5.3與其他技術測量的費米面的比較
    5.4小結(jié)
    參考文獻
   第六章正常態(tài)的反常特性與電子間的強關聯(lián)Ⅳ：非常規(guī)
    費米液體問題
    6.1正常態(tài)許多屬性反常
    6.1.1電阻率的溫度依賴性
    6.1.2霍耳系數(shù)的溫度特性
    6.1.3紅外電導
    6.1.4喇曼光譜
    6.1.5隧道電導
    6.1.6奈特位移和自旋點陣弛豫
    6.2非常規(guī)費米液體行為的分析研究
    參考文獻
   第七章超導態(tài)的反常特性
    7.1概述及常規(guī)BCS圖象的修正
    7.2電子熱容
    7.3穿透深度λ（T）反常及新同位素效應
    7.4相干長度及H↓c2反常
    7.5微波響應及紅外響應
    7.6熱導率
    7.7核自旋點陣弛豫率反常
    7.8角分辨光電子譜關于超導態(tài)的研究
    7.9非s波對稱性的證據(jù)
    7.10同位素效應
    7.11電聲耦合的效應及其他吸引機制
    7.12兩分量超導電性的證據(jù)
    參考文獻
   第八章與高溫超導機制相關的理論研究
    8.1概述
    8.2局域密度泛涵（LDA）能帶計算
    8.3模型哈密頓的嚴格解及數(shù)值計算研究
    8.3.1嚴格解
    8.3.2數(shù)值計算研究
    8.4基本取得共識的一些結(jié)果
    8.4.1摻雜莫特絕緣體（不是摻雜半導體）
    8.4.2強關聯(lián)的描述
    8.4.3串勢與載流子的退局域化
    8.4.4空穴的動量和能量
    8.4.5.空穴的色散關系
    8.4.6單空穴的動力學性質(zhì)
    8.4.7空穴間的束縛
    8.4.8關聯(lián)電子模型中的準粒子
    8.4.9大小費米面問題
    8.5幾個高溫超導機制模型
    8.5.1關于BCS理論的質(zhì)疑
    8.5.2極化子－雙極化子模型
    8.5.3以費米液體理論為基礎的超導機制
    8.5.4邊緣費米液體模型（MFL）
    8.5.5吸引Hubbard模型
    8.5.6三帶模型及t－J模型中的長程關聯(lián)
    8.5.7RVB模型，自旋電荷分離及Luttinger液體理論
    8.5.8U（1）及SU（2）理論
    8.5.9SO（5）理論
    8.6小結(jié)
    參考文獻
   第九章結(jié)束語
    部分名詞英漢對照表