铜氧化物高温超导体的比热容

基于Nozieres-Schmitt-Rink的强耦合超导理论和推广的Luttinger理论,文中分别计算了低电子浓度和高电子浓度体系的电子比热容及线性比热系数,描绘出线性比热系数随温度的变化曲线。电子线性比热系数的计算结果表明,在Nozieres-Schmitt-Rink理论和推广的Luttinger理论框架下,铜氧化物高温超导体中产生赝隙。

氧在高T_c铜氧化物超导体材料中的作用特征

分析了氧在高Tc铜氧化物超导体中的作用、同位素效应,结合超导体的双体结构物理模型,讨论了氧在高Tc铜氧化物超导体中的作用特征。结果表明,氧在该超导体中影响晶体结构和载流子的浓度,并参于了电声子成对。

电子型掺杂铜氧化物超导体准粒子激发谱研究

文中工作采用t-t-′t″-J模型研究了电子型掺杂铜氧化物超导体在超导序和反铁磁序共存情况下的准粒子激发谱,分别计算了在欠掺杂区、最佳掺杂区和过掺杂区的谱权重,计算结果与角分辨光电子谱实验结果符合较好。

浅析电子型掺杂铜氧化物超导体的退火过程

铜氧化物高温超导体的发现,打破了基于电声子相互作用BCS理论所预言的超导转变温度极限,掀开了高温超导材料探索和高温超导机理研究的序幕.根据掺杂类型的不同,铜氧化物超导材料可以分为空穴型掺杂和电子型掺杂两类.受限于样品,对电子型掺杂铜氧化物的研究工作远少于空穴型掺杂体系.本文简要回顾有关电子型掺杂铜氧化物超导体近期研究成果,通过对比电子型掺杂和空穴型掺杂铜氧化物的相图来阐明电子型掺杂铜氧化物的研究对探索高温超导机理的必要性,并特别针对电子型掺杂样品制备中的关键因素"退火过程"展开讨论.结合课题组最新实验结果和相关实验报道我们发现电子型掺杂铜氧化物超导体在制备过程中除受到温度和氧分压的影响外,退火效果还受到界面应力的强烈调制.在综合考虑样品生长过程中温度、气氛及应力等多种因素的基础上,探讨了"保护退火"方法导致电子型体系化学掺杂相图变化的起因.

高T_c铜氧化物超导体的低密度载流子特征

用电负性均衡原理研究在高Tc铜氧化物超导体中由于元素中有化学键的形成,形成了低密度载流子浓度并对超导电性产生了强烈的影响;由于元素之间形成化学键,电子密度的分布在超导材料中的不均匀性,使得超导材料中形成宏观物理性质不同的板块结构。

Zn元素替代对高T_C铜氧化物超导电性的影响与超导机理

在高T_C铜氧化物超导的研究中,元素替代是发现新型超导体的有效途径,也是研究元素的性质对高T_C铜氧化物超导体的晶体结构、电子结构以及正常态、超导态等性质影响的重要方法,更是探索超导电性机理的关键信息源.Zn元素因在高T_C铜氧化超导体中取代效应有着独特而丰富的内容而成为当前重要的研究课题.在本文中,用高T_C铜氧化物超导电性机理分析和研究Zn元素替代对高T_C铜氧化物超导电性的影响特征,得出的结论是Zn元素替代对高T_C铜氧化物超导电性影响的特征是高T_C铜氧化物超导电性机理决定的.

电子掺杂铜氧化物超导体在反铁磁态下的化学势

利用电子掺杂铜氧化物超导体的t-t′-t″-J模型,采用奴役玻色子平均场近似方法,计算了在反铁磁态下铜氧化物超导体的化学势分别与掺杂度、温度的关系,最后得到化学势在低温下存在着相变。

铜氧化物超导体中欠掺杂到过掺杂区域的费米速度和能隙速度的研究（英文）

通过考虑赝能隙的影响,研究了铜氧化物超导体中从欠掺杂区域到过掺杂区域的费米速度和能隙速度随掺杂的变化关系。研究结果表明,费米速度VF随掺杂浓度几乎成线性变化,并随掺杂浓度的增加而增加,而能隙速度v2随着掺杂浓度的增加而减小,在重过掺杂区域降为零。并研究了掺杂的准粒子速度和能隙速度之比vF/v2随掺杂浓度的依赖关系。结果表明,vF/v2随着掺杂浓度的增加而增加。解释了vF/v2在重过掺杂铜氧化物超导体中迅速增加的现象。

高温铜氧化物超导体制备技术的研究进展

对各种高温铜氧化物超导体如RE-214相、RE-123相、Bi系超导铜氧化物等的制备方法进行了总结,并对各种制备方法的制备原理、制备过程、采用的相关技术参数及获得的晶体类型和晶体质量进行客观分析,比较了各种高温铜氧化物超导体相关制备方法的优缺点以及各种方法的适用情况。在上述分析的基础上,针对不同类型的高温铜氧化物超导体,针对性地提出获得大尺寸、高质量高温超导铜氧化物晶体的最佳制备方式。

在铜氧化物超导体中超导临界温度随压力变化的机理

研究了具有高超导临界温度(Tc)的铜氧化物中,Tc随压力变化的特征。结果表明,对高Tc铜氧化物样品施加压力,会引起样品的Tc发生变化,其变化特征是由铜氧化物的超导电性机理决定的。

铜氧化物超导体Bi2Sr2CaCu2O8+δ多体相互作用的超高能量分辨和时间分辨角分辨光电子能谱研究

自发现30多年来，铜氧化物的高温超导机理仍未得到解释。传统超导电性起源于电子–声子相互作用形成的电子配对，研究传统超导体中的多体相互作用为BCS理论提供了有力的证据。目前已证实铜氧化物高温超导体中存在着电子配对，但是引起配对的机制仍不清楚。因此，对铜氧化物高温超导体中的多体相互作用研究是揭示高温超导机理的关键。角分辨光电子能谱是研究固体电子结构最直接的技术手段，随着其分辨率的不断提升，在研究高温超导体的多体相互作用中日益发挥重要的作用。近年来兴起的时间分辨角分辨光电子能谱在常规角分辨光电子能谱的基础上增加了独特的时间维度，从而成为研究多体相互作用动力学的有力手段。本文详细地介绍了我们利用超高能量分辨和时间分辨角分辨光电子能谱在铜氧化物超导体Bi2Sr2CaCu2O8+δ中多体相互作用的研究，包括在节点区域、反节点区域扭折的研究，多体相互作用的动量依赖关系，配对电子自能的提取以及库珀对在激光泵浦下的受激辐射现象。

基于双轨道模型单层铜氧化物高温超导体的量子蒙特卡罗探究

基于描述单层铜氧化物高温超导体的双轨道模型(包含 和 轨道),我们采用约束路径量子蒙特卡罗方法研究了La2?x(Sr/Ba)xCuO4和HgBa2CuO4+x的超导特性。我们发现随着两个轨道间能量差ΔE的增加,d波配对关联函数被显著增强。该结果合理解释了HgBa2CuO4+x相比于La2?x(Sr/Ba)xCuO4具有更高超导临界转变温度这一特性。由于两个超导体系中的自旋关联函数相似,因而形成库伯对的反铁磁自旋涨落不是导致与材料相关的超导特性的根源。进一步分析发现 轨道上的空穴浓度随着ΔE的增大而增加,使得有更多空穴参与配对的HgBa2CuO4+x具有更高的超导临界转变温度。我们的研究有助于理解单层铜氧化物高温超导体的超导特性。

双层铜氧化物超导体的费米面随掺杂浓度的演化

在动能驱动的超导电性理论框架下,考虑赝能隙的影响,讨论了双层铜氧化物超导体的费米面随掺杂浓度的演化行为。我们的结果表明,双层铜氧化物超导体的费米面在欠掺杂区域表现为布里渊区节点附近不连续的费米弧,并且费米弧的长度随掺杂浓度的增加而增加,最后在超导圆顶的末端形成连续的轮廓。特别的是,费米面会发生双层能带劈裂,劈裂为成键态和反键态两支,两支费米弧在欠掺杂区域重叠在节点附近,并且均随掺杂浓度的增加而逐渐向反节点区域延伸,在过掺杂区域费米面的双层劈裂效应变显著,越远离节点两支费米面分离越明显。文章结果与角分辨光电子谱的实验结果定性一致。

中国参与铜氧化物超导体国际竞争的进程及影响

1986—1987年,出现了一场研究铜氧化物超导体的国际热潮。以赵忠贤为代表的中国超导物理学家在这场热潮中取得了“发现液氮温区铜氧化物超导体”的国际一流成果。通过对蔡建华给国内信函和中国科学院物理研究所档案等新史料的发掘,本文梳理了1986年之前中国的高温超导研究状况、1986—1987年间铜氧化物超导体研究信息在中国的传播过程以及由此引发的科学研究历程,并对该研究取得重大突破的原因及影响进行了分析。学科带头人较强的学科前瞻性意识和科研组织能力、科技部门领导对超导学科的长期支持以及畅通的国际学术交流渠道是中国能够发现液氮温区超导体的主要原因。该成果令中国的超导研究获得了国际关注,并直接促成超导国家重点实验室的建立,是中国超导物理学发展历程中的一座里程碑。

短程自旋波:高温超导的潜在机理——该自旋波第一次被显示存在于超导铜氧化物完整的掺杂相图中

自从25年前高温铜氧化物超导体被发现后,理论和实验物理学家一直都在努力理解超导现象背后的机理.该机理是否与传统超导体的机理相似,即一个弱的相互吸引作用就可以将玻色束缚态中的费米电子聚集在一起,然后凝聚成超流体？

量子涨落与过掺杂铜氧化物超导薄膜中的反常两段标度

通过引入虚时间变量,将绝对零度附近的金兹堡−朗道方程推广为一个精确的相对论方程。基于该方程所建立的虚时量子场论,描述过掺杂铜氧化物超导材料在绝对零度附近的量子临界现象。利用虚时量子场论框架,理论推导出在La_(2-x)Sr_(x)CuO_(4)超导薄膜的过掺杂区域所观测到的零温超流相位刚度与相变温度之间的反常两段标度,且理论计算结果与实验测量值吻合良好。该研究推测:处于绝对零度附近的过掺杂超导薄膜中,零温相干长度与相变温度也服从一个两段标度,理论得到的两个临界指数1和1.34有待实验的检验。

首次发现临界温度超过40K的非铜氧化物超导体

中国科技大学微尺度国家实验室陈仙辉教授研究组在国际上首次获得临界温度超过40K的铁基超导体。他们通过电阻率和磁化率测量表明，该体系的超导临界温度已达到了43K。该材料是除铜氧化物高温超导体之外第一个临界温度超过40K的非铜氧化物超导体，突破了“麦克米兰极限”（麦克米兰曾经断定，传统超导临界温度最高只能达到39K）。而高于40K的临界转变温度．也有力地说明了该体系是一个非传统的高温超导体，从而使这类铁基超导体引起全世界科学家的关注。

中国科技大学高温超导研究取得重要突破 首次发现临界温度超过40K的非铜氧化物超导体

本刊讯 近日，中国科学技术大学微尺度国家实验室陈仙辉教授在国际上首次获得了临界温度超过40K的铁基超导体，其研究论文发表在5月25日国际权威学术期刊《自然》上。

转角铜氧化物中的约瑟夫森效应

当前常压下超导转变温度最高的材料仍然来自铜氧化物家族.然而,铜氧化物超导的微观机理仍未被完全建立起来,成为了凝聚态物理领域最具挑战性的问题之一.测定配对波函数的相位部分是全面理解高温超导机理不可或缺的一环.该实验往往需要将不同晶向的铜氧化物拼接成高质量的约瑟夫森结,十分考验样品的合成制备技术.近年来,利用二维材料中发展起来的范德瓦耳斯堆垛技术,研究者们构建了具有原子级平整界面的转角铜氧化物双晶结,研究了不同掺杂浓度、不同转角下的约瑟夫森隧穿,探索了其中出现s波、d波、以及由于界面耦合演生出的d+id波配对的可能性.本文将回顾转角铜氧化物约瑟夫森结的研究进展,介绍近年来发展起来的转角结制备技术,讨论当前实验测量的结果及其意义,提出尚待解决的关键性问题.

新型1223相高T_c超导层型铜氧化物(Tl,M)(Sr,Ba)_2Ca_2Cu_3O_z(M=Cr,V)

纯的TlSrCaCuO体系难以制备1223型超导铜氧化物,报道了合成和用粉末X射线衍射、电子衍射鉴定了一大类新型1223相高T_c超导层型铜氧化物(Tl_(1_x)M_s)(Sr_(2_y)Ba_y)Ca_2Cu_3O_x,其中M为Cr或V,包括(Tl_(0.75)Cr_(0.25)(Sr_(2_y)Ba_y)Ca_2Cu_3O_x,(Tl_(0.75)V_(0.25))(Sr_(2_y)Ba_y)Ca_2Cu_3O_x,(Tl_(1_x)Cr_x)Sr_2Ca_2Cu_3O_x和(Tl_(1_x)V_x)Sr_2Ca_2Cu_3O_5等4个系列1223相层型铜氧化物。在M存在的情况下,适量的Ba部分取代Sr,有利于(Tl,M)基1223相化合物的形成,然而,当y=0,即无Ba存在时,过量Tl对(Tl,M)基1223相化合物的形成十分必要。电阻和交流磁化率测量都显示,有Ba存在时的这些化合物超导电性T_c(ρ=0)均在100K以上,(Tl_(0.75)Cr_(0.25))(Sr_0.5Ba_1.50)Ca_2Cu_3O_x的T_c(ρ=0)可达113K,纯Sr系列掺V1223相化合物的超导电性略高于相应的掺Cr的化合物的超导电性,其中(Tl_0.75V_0.25)Sr_2Ca_2Cu_3O_x的T_c(ρ=0)可达105K。此外,作者还详细研究和讨论了M(Cr或V)量和Sr/Ba比对(Tl,M)基1223型铜氧化物形成和超导电性的影响。