高溫超導應用研究

前言

科學是人類文化知識寶庫中最具創(chuàng)造力和最有價值的一個部分，是人類文明高度發(fā)展的重要標志?？茖W的前沿處在人類探索自然由已知領域向未知領域推進的邊界，是科學最富生命力的部分?？茖W前沿的推進，意味著人類對未知世界有了新的發(fā)現(xiàn)，有了新的認知。這必然會帶來技術的發(fā)明、工業(yè)的應用和文化的進步?？茖W的發(fā)現(xiàn)越基本，發(fā)現(xiàn)的規(guī)律越普遍，所產(chǎn)生的技術和應用便會越重要，對社會的文明進步所起的作用也會越巨大。經(jīng)過好幾代人的艱苦奮斗，中國的現(xiàn)代化進程已發(fā)展到一個重要時期，一個依靠增強科學技術自主創(chuàng)新能力來推進社會全面、協(xié)調和可持續(xù)發(fā)展的時期。而科學技術自主創(chuàng)新的源頭，或者說原始性創(chuàng)新的初始源頭，正是來自于科學向未知領域推進的新發(fā)現(xiàn)，來自于科學前沿探索的新成果。前沿探索成果的價值在于首創(chuàng)。首創(chuàng)是無法靠摹擬仿效、引進跟蹤來實現(xiàn)的，要靠推陳出新、標新立異。要在科學前沿研究上推陳出新、標新立異，有許多重要的事要做，其中有一樣就是著書立說，即在大量研究實踐的基礎上，有創(chuàng)見地做學問，出版學術著作。學術著作是研究成果的總結，它的價值也在于其原創(chuàng)性。一個國家，一個地區(qū)，學術著作出版的水平是這個國家、這個地區(qū)科學研究水平的重要標志?？茖W研究具有系統(tǒng)性和長遠性，繼承性和連續(xù)性等特點，科學發(fā)現(xiàn)的取得需要有充沛的好奇心和豐富的想象力，也需要有長期的、系統(tǒng)的研究成果的積累。因此，學術著作的出版也需要有長遠的安排和持續(xù)的積累，來不得半點的虛浮，更不能急功近利。

內(nèi)容概要

本書是由海內(nèi)外從事高溫超導研究的華人專家學者共同撰寫的著作，主要介紹高溫超導領域近十年來的發(fā)展現(xiàn)狀和最新研究成果，包括技術理論、實驗新方法、第二代超導帶材、基底制備、多層膜的研制過程等，尤其是關于第二代超導帶材在電力、電工、微波通信等方面的應用。全書共11章，分別為：高溫超導體磁通動力學和混合態(tài)相圖；高溫超導體的能斯特效應；高溫超導膜的回顧與展望；二代超導體；薄膜晶界和涂層導體；釔鋇銅氧系涂層導體的低成本和新方法制備；高溫超導的電力應用；高溫超導低溫實驗技術；REBCO高溫超導晶體生長；微波特性及其應用；二硼化鎂超導材料研究進展。    本書介紹的實驗方法和最新概念都可以用于工業(yè)實踐，對發(fā)展超導應用、國防科技以及研究生教育具有深遠的意義。許多科研成果已經(jīng)達到商業(yè)化的水平，對建立超導工業(yè)和開發(fā)新材料市場有著直接的作用。本書主要讀者對象為超導領域的研究者、高等院校的大學生和研究生，也可供工業(yè)界的工程師與技術人員參考。

作者簡介

時東陸，1954年生于沈陽。1986年獲馬薩諸塞大學物理系博士學位。1988年任美國能源部阿貢國家實驗室超導項目負責人。現(xiàn)任同濟大學先進材料與納米生物醫(yī)學研究院院長、上海交通大學微納科學技術研究院特聘教授、美國辛辛那提大學化工與材料工程系教授。目前主要從事的研究有：高溫超導磁通動力學、超導臨界電流與磁通釘扎行為、第二代超導薄膜、智能納米系統(tǒng)設計與合成、等離子納米顆粒表面鍍膜、磁性納米顆粒的生物醫(yī)學應用、智能納米系統(tǒng)的腫瘤早期檢測與局部治療。

書籍目錄

《科學前沿進展》序本書序各章撰稿人名單第一篇  基礎理論　第1章  高溫超導體磁通動力學和混合態(tài)相圖  　1.1  引言　  1.2  磁  通釘扎的起源和磁通運動的耗散　  1.3  渦旋玻璃態(tài)和集體蠕動(釘扎)模型　  1.4  磁化弛豫、非線性U(j)關系和μ指數(shù)　    1.4.1  梅利的標度法　    1.4.2  磁化弛豫率的方法　    1.4.3  廣義反演方法　    1.4.4  湯普森擬合法　  1.5  渦旋態(tài)相圖的發(fā)展　    1.5.1  不可逆線的發(fā)現(xiàn)　    1.5.2  磁通晶格的一級融化　  1.6  高溫超導體的峰值效應和布拉格玻璃　    1.6.1  峰值效應概述　    1.6.2  布拉格玻璃　    1.6.3  基于布拉格玻璃到磁通玻璃相變的解釋　    1.6.4  存在的問題　  1.7  磁通線的量子隧道和量子融化現(xiàn)象　  1.8  反常霍爾效應　  1.9  一些低維特性　　    1.9.1  約瑟夫森渦旋　    1.9.2  渦旋餅　    1.9.3  BKT轉變　  1.10  一些新的實驗方法　  1.11  高溫超導體的強電應用簡述　  1.12  結束語　  參考文獻　第2章  高溫超導體的能斯特效應　  2.1  引言　  2.2  高溫超導體的贗能隙態(tài)和相位漲落　    2.2.1  電子態(tài)相圖　    2.2.2  贗能隙態(tài)　    2.2.3  超導相位漲落　  2.3  能斯特效應及其測量方法　    2.3.1  正常態(tài)載流子的能斯特效應　    2.3.2  第二類超導體混合態(tài)的渦旋能斯特效應　    2.3.3  能斯特效應的測量　  2.4  空穴型高溫超導體的能斯特效應　    2.4.1  最佳摻雜區(qū)銅氧化物的能斯特效應　    2.4.2  欠摻雜區(qū)的能斯特效應　    2.4.3  過摻雜區(qū)的能斯特效應　    2.4.4  類磁通激發(fā)的二維特性　    2.4.5  Zn摻雜的釔鋇銅氧系的能斯特效應　    2.4.6  上臨界場Hc2　    2.4.7  討論　  2.5  電子型高溫超導體和其他第二類超導體的能斯特效應　  2.6  結束語　  參考文獻第二篇  第二代超導薄膜與導線第三篇  超導低溫技術與電力應用第四篇  超導晶體與微波器件索引附錄

章節(jié)摘錄

插圖：第一篇 基礎理論第1章 高溫超導體磁通動力學和混合態(tài)相圖1.1 引言超導體在進入超導態(tài)后由于載流子之間相位相干，因此對外界磁場具有一個排斥作用。當外磁場超過一定值（下臨界磁場Hcl）后，由于表面處的超導屏蔽電流很大，借助于熱激活或量子過程，磁力線可以進入到超導體中而成核，形成量子磁通線。由于超導體的波函數(shù)具有單值性的要求，因此超導體環(huán)繞的任何面積內(nèi)的磁通量必須是量子化的。

編輯推薦

《高溫超導應用研究》主要讀者對象為超導領域的研究者、高等院校的大學生和研究生，也可供工業(yè)界的工程師與技術人員參考。

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