重點實驗室宣傳2

聞海虎中國科學(xué)院物理研究所，超導(dǎo)國家重點實驗室超導(dǎo)國家重點實驗室National

Laboratory

for

Superconduct杰出青年10周年紀(jì)念會長盛不衰的超導(dǎo)研究零電阻特性1908年荷蘭Leiden大學(xué)的Kamerling

Onnes

小組將He液化，1911年測量水銀Hg的電阻溫度曲線時發(fā)現(xiàn)在4.2

K（零下269度）左右電阻突然消失。此性質(zhì)被命名為超導(dǎo)性。隨后發(fā)現(xiàn)了大批的單元素金屬超導(dǎo)體。1913年獲得諾貝爾物理學(xué)獎BCS理論－電聲子相互作用1972年獲得諾貝爾物理學(xué)獎超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度與時間的關(guān)系高溫超導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的特殊性Cu-O面La2-xSrxCuO4載流子庫1988年諾貝爾物理學(xué)獎高溫超導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的特殊性P.W.

Anderson,Science

235,1196(1987).

準(zhǔn)二維特征，關(guān)鍵結(jié)構(gòu)是Cu-O面

超導(dǎo)電性是通過摻雜Mott絕緣體而實現(xiàn)的

原有的金屬理論從根本上可能不適用態(tài)密度能量能量態(tài)密度Mott

絕緣體和Hubbard

模型d-Band3d9Upper

HubbardBandLowerHubbard

BandUt=0.3eV,

U

=

2

eVHoleElectronSCSCAFD-waveor

S-wave

?？江山如此多嬌引無數(shù)英雄競折腰D-wave

pairingP.

W.

Anderson,

R.

B.

Laughlin,

A.

A.

Abrikosov在此領(lǐng)域孜孜以求。T(K)高溫超導(dǎo)體與常規(guī)超導(dǎo)體的區(qū)別常規(guī)超導(dǎo)體Tc以上Tc以下高溫超導(dǎo)體T*以上Tc以上Tc以下高溫超導(dǎo)體目前的研究領(lǐng)域磁通物理超導(dǎo)機理應(yīng)用新超導(dǎo)體探索新超導(dǎo)體不斷被發(fā)現(xiàn)1991：C60Cs2Rb超導(dǎo),Tc

=33

K，Nature

350，600(1991)，Science254，

989(1991).2000：UGe2

巡游電子磁性超導(dǎo)，Tc＝

0.4

K，Nature

406，587(2000).2001：ZrZn2鐵磁超導(dǎo)Tc＝

0.3

K，Nature

412，58(2001).2001:高壓誘導(dǎo)絕緣體硫和硼變成超導(dǎo)，Tc

＝

7

K，16

K，Science293，

272(2001).2001：MgB2，

Tc

＝

40

K，

Nature

410,

63(2001).2003：NaxCoO2.yH2O

，Tc

=

4.5

K,

Nature

422,

53(2003).2004:

KOsO3

,

Tc

=

9

K,

Cond-mat:

0402006.2004:

B

doped

diamond,

Tc

=

4.5

K,

Nature428，

542(2004).ZrZn2鐵磁超導(dǎo)Tc

＝

0.3

K，Nature

412，58（2001）。UGe2

巡游電子磁性超導(dǎo)，

Tc＝

0.4

K，Nature

406，587（2000）新時期超導(dǎo)研究觀念上的轉(zhuǎn)變從單純在電聲耦合圖像下追求超導(dǎo)溫度的提高，逐漸轉(zhuǎn)變到重視新機制等物理問題。氧化物超導(dǎo)體機理的研究對這種轉(zhuǎn)變起到了重要作用。而這種轉(zhuǎn)變具有重大的意義：首先它能夠拓展固體物理的知識范疇，促進科學(xué)的發(fā)展，同時它將帶來人們意想不到的高溫超導(dǎo)體。伴隨氧化物超導(dǎo)體的研究，人們發(fā)現(xiàn)了很多其他非常規(guī)電子態(tài)物質(zhì)，如巨磁電阻材料，自旋極化材料，等。這些將大大拓展我們的研究領(lǐng)域，而且?guī)砉I(yè)上的革命……高溫超導(dǎo)體磁通動力學(xué)研究II類超導(dǎo)體量子磁通線MHHc1Meissner混合態(tài)Hc22003年獲得諾貝爾物理學(xué)獎Hai-Hu

Wen,綜述文章，Developments

of

high

temperature

superconductors,Edited

bA.

Narlika,

NewYork，

Nova

publishingcompany,

Vol.42

pp.309-350

(May,2002).高溫超導(dǎo)體中劇烈的磁通運動常規(guī)超導(dǎo)體的渦旋態(tài)相圖Hc2(T)NormlstateMixed

stateHc1(T)Meissner

phaseHirr(T)TH圖磁通液態(tài)量子隧道效應(yīng)磁通固態(tài)自旋能隙打開Hc

2

(T)TH超導(dǎo)凝聚關(guān)于過摻雜高溫超導(dǎo)體上臨界磁場的錯誤認識的澄清高溫超導(dǎo)體上臨界磁場規(guī)律的錯誤認識熱力學(xué)相變要求極度正曲率的上臨界磁場是不好理解的，作為高溫超導(dǎo)體的一個重要反常性質(zhì)被寫入教科書。A.

P.

Mackenzie,

et

al.,

Phys.

Rev.

Lett.71,1238(1993).M.

S.

Osofsky,

wt

al.,

Phys.

Rev.

Lett.71,2315(1993).?韓汝珊著《高溫超導(dǎo)物理》（257頁）1998年北京大學(xué)出版社出版H.

H.

Wen,

et

al.,

Phys.

Rev.

Lett.

82,

410(1999)H.

H.

Wen,

et

al.,

Phys.

Rev.

Lett.

85,

2805(2000)H.

H.

Wen,

et

al.,

PNAS

97,

11145

(

2000

).Explanation

of

the

exoticsuperconductors

by

a

valencefluctuation

pairing

mechanisB.

Brandow,

Philos.

Mag.

B80,1229-1297(2000).必須指出的是，有這種所謂反常特征的結(jié)果都是在電阻測量中獲得的。最近聞等人闡明這樣確定的上臨界場實際上包含了磁通運動的行為，因此，并不奇怪這樣的臨界場會給出一個反常正曲率行為（并非真正的上臨界）。……直到聞等人的工作出來之前，一直沒有人指出來利用常規(guī)電阻法確定上臨界場的瑕疵。這個發(fā)展同2D有機導(dǎo)體中的情形很相似，人們利用電阻法確定的上臨界場具有高度反常，但是更可靠的比熱和磁化測量的結(jié)果卻未能看見這些反常。…因此討論在溫度趨向于零時的上臨界場行為是不合適的，直到實驗上的不確定性被完全排除之后。高溫超導(dǎo)體臨界漲落及電子態(tài)相圖推論：過摻區(qū)超導(dǎo)體可能具有本征不均勻性。部分區(qū)域與欠摻區(qū)具有同樣的臨界漲落，因此超導(dǎo)的起源可能一樣。它們在超導(dǎo)態(tài)和正常態(tài)性質(zhì)的顯著差別起因于過摻區(qū)的電子態(tài)的宏觀相分離。高溫超導(dǎo)體中2D渦旋玻璃特性的研究Dekker

C,

et

al.

Phys.Rev.Lett.,

1992,

69:

2717.2D渦旋玻璃標(biāo)度：YBCO

monolayer

thin

film2D

渦旋玻璃標(biāo)度2D情況下沒有非對角長程序，因此2D渦旋玻璃系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)長度在T=0發(fā)散一個尺度為L

的渦旋激發(fā)能量為小電流時L

被

2D所截斷另外Lorenz力所做的功為：Dekker

C,

et

al.

Phys.Rev.Lett.,

1992,

69:

2717.H.H.

Wen,

et

al.,

Phys.Rev.Lett79,

1559-1562

(1997).lnE>0=0lnj<0H.

H.

Wen

et

al.

Phys.

Rev.

Lett.80(17),

3859-3862

(

1998

).證明布拉格磁通玻璃在低溫下沒有截至點Bragg

磁通玻璃相變有沒有截至點？M.F.Goffman,J.A.Herbsommer,F.de

la

Cruz,T.Li,andP.H.Kes

(荷蘭Leide實驗室著名教授)Phys.

Rev.

B

57,

3663（1998）創(chuàng)新思路：制備一個離平衡態(tài)不遠的亞穩(wěn)態(tài)，通過長時間的弛豫測量，最后獲得磁通系統(tǒng)相變信息。T

=

5KS

L

Li,

H.

H.

Wen,

Phys.

Rev.B

65,

214515

(2002).相變

平衡態(tài)平衡態(tài)

沒有信號可以測量B.

Kalisky,

A.

Shulov,

Y.Yeshurun,

Phys.

Rev.

B

68,012502(2003).引用：S

L

Li,