高温超导体简介(2)
2023-04-08 来源:文库网
5.穿透深度
1989年，Harshman等人测量了高温超导体YBCO的磁穿透深度【11】，发现λab与λc都在1000Å的数量级上。1990年，Schilling、Hulliger与Ott同样测量了各种高温超导氧化物的磁穿透深度【12】，也得出了λab在1000Å数量级上的结论。而低温超导体的磁穿透深度只有100Å数量级。
6.同位素效应
1987年，Faltens等人测量了LaSrCuO化合物的O同位素效应【13】，但发现其指数不是BCS理论所说的0.5，而对于不同的氧化物，其同位素效应指数有0.22、0.13等，是小于0.5的。
1990年，Crawford等人测量了La2-xSrxCuO4氧化物同位素效应与掺杂Sr量的关系【14】，发现当x增加到一定范围内，指数增加的很快，但x继续增加时，同位素效应指数突然下降。
7.超导能隙
超导体能量具有能隙是BCS理论所预言的，而实验上的测量也支持能隙的存在。在BCS理论中，超导体能隙具有一个定值2Δ(0)=3.52kTc，发现高温超导体后，人们也少不了对其能隙的测量。
1990年，研究人员用隧穿电导法对高温超导体Bi-2212进行测量，发现能隙比值2Δ(0)=6.8kTc。而其他人用高分辨-角分辨的光电发射对Bi-2212的能隙测量结果为2Δ(0)~7-8kTc。
1990年，Hasegawa等人把STM/STS研究应用到高温超导体的研究【15】中，测量出Bi-2212的能隙为2Δ(0)=3.6kTc，并且在这篇文章中，他们认为用其他方法测出的能隙比值偏大的原因可能是在超导转变温度下Bi-O层半导体能隙的反应。
8.电子比热
根据BCS理论，超导体在其转变温度下电子比热有跃变，且Δc(Tc)=1.43γTc。
但对高温超导体在转变温度附近的电子比热的测量却出现了反常。研究人员发现不同的高温超导体集团给出的电子比热比值不一样，而且有些比值比BCS理论比值大上2倍。研究人员Junod估计，对各高温铜氧化物，电子比热比值分散在1.4~4之间。
另一方面，对正常金属，低温下电子比热会有一线性项γT，而对BCS超导体，低温下电子比热的这一线性项将消失。但在1988年，Ferreira等人发表的论文【16】中，他们观察了高温超导体低温下电子比热的情况，结果发现其有一个线性规律γ’T，而系数γ’不同于正常金属的系数γ。
9.超导转变温度与德拜温度的关系
1990年，Ledbetter等人研究了一些高温氧化物的超导转变温度与其德拜温度之间的关系【17】，研究表明，它们的关系并不是服从BCS理论推导出的Tc-θD关系。而对YBaCuO高温超导体，Tc与θD有一个近乎线性的关系。
10.电阻率与磁化率
在研究高温超导体零电阻特性与其迈斯纳效应时，很多团队都测量过高温氧化物的电阻率与磁化率，而电阻率的普遍规律时先近似线性下降后到转变温度附近突然降为零，或者电阻率随温度降低而下降后突然升高在陡然降为零，如图【18】。
电阻率随温度变化关系
高温超导体的磁化率也有类似规律【19】，先近乎平缓，后在转变温度附近突然降为零。
11.温差电势率
1992年，Varoy等人在一篇文章【20】中研究了Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O氧化物的温差电势率与其温度的关系，其曲线大都呈上凸形状，如图。
温差电势率与温度的关系
另外，也有各种不同团队发现温差电势率与温度的这个关系，并且，恰在超导转变温度附近有一温差电势率峰值，当温度继续升高时，温差电势率值单调减少。
最后
自从发现高温超导体以来，已经过了30年左右了，人们虽然已经从实验上发现了高温超导体的许许多多的性质，但关于高温超导体的相互作用机制却不十分明了。人们认识到高温超导体作用机制不会像BCS理论所说的那样，虽然现在理论上出现了类似的高温超导体费米液体理论、非费米液体理论等等，但它们都不能完全解释已发现的所有实验现象。而我们所需要的就是这样一个能够解释高温超导体全部实验现象与作用机制的量子理论。另一方面，高温超导体若能在室温下存在，这将是一件非常令人高兴的事。
参考资料
【1】W.A.Little，Possibility of Synthesizing an Organic Superconductor，Phys.Rev，134(1964)
1989年，Harshman等人测量了高温超导体YBCO的磁穿透深度【11】，发现λab与λc都在1000Å的数量级上。1990年，Schilling、Hulliger与Ott同样测量了各种高温超导氧化物的磁穿透深度【12】，也得出了λab在1000Å数量级上的结论。而低温超导体的磁穿透深度只有100Å数量级。
6.同位素效应
1987年，Faltens等人测量了LaSrCuO化合物的O同位素效应【13】，但发现其指数不是BCS理论所说的0.5，而对于不同的氧化物，其同位素效应指数有0.22、0.13等，是小于0.5的。
1990年，Crawford等人测量了La2-xSrxCuO4氧化物同位素效应与掺杂Sr量的关系【14】，发现当x增加到一定范围内，指数增加的很快，但x继续增加时，同位素效应指数突然下降。
7.超导能隙
超导体能量具有能隙是BCS理论所预言的，而实验上的测量也支持能隙的存在。在BCS理论中，超导体能隙具有一个定值2Δ(0)=3.52kTc，发现高温超导体后，人们也少不了对其能隙的测量。
1990年，研究人员用隧穿电导法对高温超导体Bi-2212进行测量，发现能隙比值2Δ(0)=6.8kTc。而其他人用高分辨-角分辨的光电发射对Bi-2212的能隙测量结果为2Δ(0)~7-8kTc。
1990年，Hasegawa等人把STM/STS研究应用到高温超导体的研究【15】中，测量出Bi-2212的能隙为2Δ(0)=3.6kTc，并且在这篇文章中，他们认为用其他方法测出的能隙比值偏大的原因可能是在超导转变温度下Bi-O层半导体能隙的反应。
8.电子比热
根据BCS理论，超导体在其转变温度下电子比热有跃变，且Δc(Tc)=1.43γTc。
但对高温超导体在转变温度附近的电子比热的测量却出现了反常。研究人员发现不同的高温超导体集团给出的电子比热比值不一样，而且有些比值比BCS理论比值大上2倍。研究人员Junod估计，对各高温铜氧化物，电子比热比值分散在1.4~4之间。
另一方面，对正常金属，低温下电子比热会有一线性项γT，而对BCS超导体，低温下电子比热的这一线性项将消失。但在1988年，Ferreira等人发表的论文【16】中，他们观察了高温超导体低温下电子比热的情况，结果发现其有一个线性规律γ’T，而系数γ’不同于正常金属的系数γ。
9.超导转变温度与德拜温度的关系
1990年，Ledbetter等人研究了一些高温氧化物的超导转变温度与其德拜温度之间的关系【17】，研究表明，它们的关系并不是服从BCS理论推导出的Tc-θD关系。而对YBaCuO高温超导体，Tc与θD有一个近乎线性的关系。
10.电阻率与磁化率
在研究高温超导体零电阻特性与其迈斯纳效应时，很多团队都测量过高温氧化物的电阻率与磁化率，而电阻率的普遍规律时先近似线性下降后到转变温度附近突然降为零，或者电阻率随温度降低而下降后突然升高在陡然降为零，如图【18】。
电阻率随温度变化关系
高温超导体的磁化率也有类似规律【19】，先近乎平缓，后在转变温度附近突然降为零。
11.温差电势率
1992年，Varoy等人在一篇文章【20】中研究了Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O氧化物的温差电势率与其温度的关系，其曲线大都呈上凸形状，如图。
温差电势率与温度的关系
另外，也有各种不同团队发现温差电势率与温度的这个关系，并且，恰在超导转变温度附近有一温差电势率峰值，当温度继续升高时，温差电势率值单调减少。
最后
自从发现高温超导体以来，已经过了30年左右了，人们虽然已经从实验上发现了高温超导体的许许多多的性质，但关于高温超导体的相互作用机制却不十分明了。人们认识到高温超导体作用机制不会像BCS理论所说的那样，虽然现在理论上出现了类似的高温超导体费米液体理论、非费米液体理论等等，但它们都不能完全解释已发现的所有实验现象。而我们所需要的就是这样一个能够解释高温超导体全部实验现象与作用机制的量子理论。另一方面，高温超导体若能在室温下存在，这将是一件非常令人高兴的事。
参考资料
【1】W.A.Little，Possibility of Synthesizing an Organic Superconductor，Phys.Rev，134(1964)
