高温超导体临界涨落及电子态相图推论课件

零电阻特性1908年荷兰Leiden大学的KamerlingOnnes

小组将He液化，1911年测量水银Hg的电阻温度曲线时发现在4.2K（零下269度）左右电阻突然消失。此性质被命名为超导性。随后发现了大批的单元素金属超导体。1913年获得诺贝尔物理学奖BCS理论－电声子相互作用

1972年获得诺贝尔物理学奖超导转变温度与时间的关系高温超导体结构的特殊性Cu-O面La2-xSrxCuO4

载流子库1988年诺贝尔物理学奖高温超导体结构的特殊性P.W.Anderson,Science235,1196(1987).准二维特征，关键结构是Cu-O面超导电性是通过掺杂Mott绝缘体而实现的原有的金属理论从根本上可能不适用态密度能量能量态密度Mott绝缘体和

Hubbard模型d-Band3d9UpperHubbardBandLowerHubbardBandUt=0.3eV,U=2eVdopingHoleElectronTemperatureSCSCD-wavepairingAFD-waveorS-wave?？P.W.Anderson,R.B.Laughlin,A.A.Abrikosov

在此领域孜孜以求。江山如此多娇引无数英雄竞折腰T(K)高温超导体与常规超导体的区别常规超导体Tc以上Tc以下高温超导体T*以上Tc以上Tc以下高温超导体目前的研究领域应用磁通物理超导机理新超导体探索新超导体不断被发现1991：C60Cs2Rb超导,Tc

=33K，Nature350，600(1991)，Science254，989(1991).2000：UGe2

巡游电子磁性超导，Tc＝0.4K，Nature406，587(2000).2001：ZrZn2铁磁超导Tc＝0.3K，Nature412，58(2001).2001:

高压诱导绝缘体硫和硼变成超导，Tc

＝7K，16K，Science293，272(2001).2001：MgB2，Tc

＝40K，Nature410,63(2001).2003：NaxCoO2.yH2O

，Tc

=4.5K,Nature422,53(2003).2004:KOsO3,Tc

=9K,Cond-mat:0402006.2004:Bdopeddiamond,Tc

=4.5K,Nature428，542(2004).ZrZn2铁磁超导Tc

＝0.3K，Nature412，58（2001）。UGe2

巡游电子磁性超导，Tc＝0.4K，Nature406，587（2000）新时期超导研究观念上的转变从单纯在电声耦合图像下追求超导温度的提高，逐渐转变到重视新机制等物理问题。氧化物超导体机理的研究对这种转变起到了重要作用。而这种转变具有重大的意义：首先它能够拓展固体物理的知识范畴，促进科学的发展，同时它将带来人们意想不到的高温超导体。伴随氧化物超导体的研究，人们发现了很多其他非常规电子态物质，如巨磁电阻材料，自旋极化材料，等。这些将大大拓展我们的研究领域，而且带来工业上的革命……高温超导体磁通动力学研究II类超导体量子磁通线MHHc1Meissner

混合态Hc22003年获得诺贝尔物理学奖Hai-HuWen,综述文章，

Developmentsofhightemperaturesuperconductors,EditedbyA.Narlika,NewYork，Novapublishingcompany,Vol.42pp.309-350(May,2002).

高温超导体中剧烈的磁通运动常规超导体的涡旋态相图Hc2(T)NormlstateMixedstateHc1(T)MeissnerphaseHirr(T)TH高温超导体温度磁场相图

磁通液态磁通固态

量子隧道效应自旋能隙打开Hc2(T)TH超导凝聚关于过掺杂高温超导体上临界磁场的错误认识的澄清高温超导体上临界磁场规律的错误认识热力学相变要求极度正曲率的上临界磁场是不好理解的，作为高温超导体的一个重要反常性质被写入教科书。A.P.Mackenzie,etal.,Phys.Rev.Lett.71,1238(1993).M.S.Osofsky,wtal.,Phys.Rev.Lett.71,2315(1993).?韩汝珊著《高温超导物理》（257页）1998年北京大学出版社出版H.H.Wen,etal.,Phys.Rev.Lett.

82,410(1999)

H.H.Wen,etal.,Phys.Rev.Lett.85,2805(2000)

H.H.Wen,etal.,PNAS97,11145(2000).Explanationoftheexoticsuperconductorsbyavalence-fluctuationpairingmechanism.B.Brandow,Philos.Mag.B80,1229-1297(2000).必须指出的是，有这种所谓反常特征的结果都是在电阻测量中获得的。最近闻等人阐明这样确定的上临界场实际上包含了磁通运动的行为，因此，并不奇怪这样的临界场会给出一个反常正曲率行为（并非真正的上临界）。……直到闻等人的工作出来之前，一直没有人指出来利用常规电阻法确定上临界场的瑕疵。这个发展同2D有机导体中的情形很相似，人们利用电阻法确定的上临界场具有高度反常，但是更可靠的比热和磁化测量的结果却未能看见这些反常。…因此讨论在温度趋向于零时的上临界场行为是不合适的，直到实验上的不确定性被完全排除之后。高温超导体临界涨落及电子态相图推论：过掺区超导体可能具有本征不均匀性。部分区域与欠掺区具有同样的临界涨落，因此超导的起源可能一样。它们在超导态和正常态性质的显著差别起因于过掺区的电子态的宏观相分离。高温超导体中2D涡旋玻璃特性的研究DekkerC,etal.Phys.Rev.Lett.,1992,69:2717.

2D涡旋玻璃标度：YBCOmonolayerthinfilm2D涡旋玻璃标度2D情况下没有非对角长程序，因此2D涡旋玻璃系统的关联长度在T=0发散一个尺度为L的涡旋激发能量为小电流时L被2D所截断DekkerC,etal.Phys.Rev.Lett.,1992,69:2717.

另外Lorenz力所做的功为：H.H.Wen,etal.,

Phys.Rev.Lett.79,1559-1562(1997).

lnjlnE>0=0<0H.H.Wenetal.

Phys.Rev.Lett.80(17),3859-3862(1998).证明布拉格磁通玻璃在低温下没有截至点Bragg磁通玻璃相变有没有截至点？M.F.Goffman,J.A.Herbsommer,F.delaCruz,T.W.Li,andP.H.Kes

(荷兰Leiden

实验室著名教授)Phys.Rev.B57,3663（1998）.创新思路：制备一个离平衡态不远的亚稳态，通过长时间的弛豫测量，最后获得磁通系统相变信息。T=5K相变

平衡态平衡态

没有信号 可以测量SLLi,H.H.Wen,

Phys.Rev.B65,214515(2002).B.Kalisky,A.Shulov,Y.Yeshurun,Phys.Rev.B68,012502(