商品簡介
超導是極少數奇妙的宏觀量子現象。電子在超導態構成了庫珀對，並具有相同的相位，因此呈現出零電阻和排斥磁場等神奇的宏觀性質，引起了人們極大的興趣。20世紀70年代末發現的重費米子超導、80年代發現的銅氧化物高溫超導以及2008年發現的鐵基超導等，用傳統的BCS理論似乎無法解釋，而磁性被認為是配對的主要機制，這些材料被統稱為非常規超導材料。鐵基超導發現後的十年中，中國科學家在其材料、理論、實驗和應用這幾方面的研究中都取得了很多重要的進展。為了反映本領域的科研前沿，《非常規超導量子態的構筑與精密測量》收集了國家自然科學基金重大研究計劃部分項目的成果，這些內容是超導相關研究的一個小結，也可以看作是我國超導電性研究的一個局部縮影。
目次
目錄
叢書序
前言
第1章 非常規高溫超導體的電子結構基因 1
1.1 引言 1
1.2 關於非常規高溫超導的問題 3
1.3 對第一個問題的假設 3
1.3.1 銅氧化物超導體的情況 4
1.3.2 鐵基超導體的情況 5
1.4 第二個問題的答案 7
1.4.1 非常規高溫超導體的條件和規則 7
1.4.2 銅氧化物超導體的情況 8
1.4.3 鐵基超導體的情況 9
1.5 第三個問題的答案 11
1.5.1 八面體/四面體配位體和正方晶格對稱性 11
1.5.2 基於d7填充三角雙錐配位形成的三角/六角二維晶格 11
1.5.3 基於d7填充的四面體共享頂角形成的鈷基正方二維晶格 13
1.5.4 基於d8填充的八面體邊角共享形成的鎳基正方二維晶格 15
1.6 本章小結 16
參考文獻 17
第2章 新型非常規超導體的發現 20
2.1 CrAs的超導電性發現及非常規超導電性研究 20
2.1.1 CrAs的基本結構和物性 20
2.1.2 CrAs超導體的發現 25
2.1.3 CrAs相圖和非常規超導電性研究 27
2.1.4 CrAs相關體系超導電性的實驗進展 33
2.2 MnP的超導電性發現及量子臨界行為研究 34
2.2.1 MnP的晶體結構和磁性 34
2.2.2 MnP超導電性的發現 34
2.2.3 MnP壓力–溫度相圖和量子臨界行為 36
2.3 本章小結 41
參考文獻 42
第3章 激光角分辨光電子能譜對高溫超導體電子結構和超導電性的研究 46
3.1 深紫外激光角分辨光電子能譜 46
3.1.1 角分辨光電子能譜的原理 46
3.1.2 深紫外激光角分辨光電子能譜 47
3.2 深紫外激光光電子能譜對超導機理的研究 48
3.2.1 高溫超導體的奇異正常態特性 49
3.2.2 高溫超導體的超導能隙對稱性 54
3.2.3 多體相互作用和電子耦合譜函數的獲取 64
3.3 本章小結 77
參考文獻 77
第4章 鐵基化合物超導電性的壓力調控 81
4.1 緒論 81
4.2 高壓量子調控主要技術與基本理論簡介 82
4.3 鐵砷基超導體高壓量子調控 84
4.3.1 高壓研究對常壓化學摻雜提升超導轉變溫度的啟示 84
4.3.2 高壓研究揭示的鐵砷基超導轉變溫度上限 85
4.3.3 壓力導致的鐵砷化合物中超導量子態的構筑 86
4.3.4 壓力下磁有序–超導態雙臨界點的發現 88
4.3.5 壓致價態變化對超導電性的影響 90
4.3.6 小結 91
4.4 鐵硒基超導體高壓量子調控 92
4.4.1 壓力導致的超導再進入現象 93
4.4.2 壓力驅動的量子相變 94
4.4.3 壓力調控揭示的超晶格絕緣相與超導電性的關聯性 97
4.4.4 化學負壓力對超導電性的影響 97
4.4.5 高壓研究揭示的超晶格與磁性的關係 100
4.4.6 小結 101
4.5 本章小結 103
參考文獻 104
第5章 “111”體系鐵基超導材料：性能、調控和非常規物態構筑 120
5.1 “111”體系母體相結構和性質 120
5.2 LiFeAs材料摻雜和性能調控 124
5.2.1 摻雜對LiFeAs超導溫度的影響 124
5.2.2 摻雜對LiFeAs正常態性質的影響 127
5.3 NaFeAs摻雜材料超導性質 130
5.4 LiFeP材料超導特性 131
5.5 壓力誘發的“111”體系超導溫度上升 133
5.5.1 高壓實驗技術 133
5.5.2 壓力對LiFeAs和LiFeP超導的影響 135
5.5.3 壓力對NaFeAs超導的影響 136
5.6 LiFeAs超導材料的拓撲特性 139
5.7 從“111”體系超導材料到“111”體系稀磁半導體材料 140
5.8 “111”體系構筑多功能非常規磁電材料前景 142
參考文獻 143
第6章 極低溫熱導率探測鐵基超導體的超導量子態 150
6.1 鐵基超導體簡介 150
6.2 極低溫熱導率如何探測能隙結構 151
6.3 極低溫熱導率對122體系的研究 154
6.3.1 空穴型K-Ba122超導體及其衍生型 154
6.3.2 電子型Ni-Ba122超導體 161
6.3.3 電子型Co-Ba122超導體 162
6.3.4 同價摻雜的P-Ba122超導體 165
6.3.5 同價摻雜的Ru-Ba122超導體 168
6.4 極低溫熱導率對111體系的研究 169
6.4.1 LiFeAs 169
6.4.2 NaFe1-xCoxAs 171
6.5 極低溫熱導率對11體系的研究 172
6.5.1 FeSex 173
6.5.2 FeS 175
6.6 極低溫熱導率對1111體系的研究 175
6.6.1 LaFePO 176
參考文獻 178
第7章 FeSe界面超導的構筑與機理研究 184
7.1 單層 FeSe/SrTiO3界面超導的構筑和基本性質 185
7.1.1 FeSe/SrTiO3界面超導的發現 185
7.1.2 生長流程 186
7.1.3 對於界面超導Tc的表征 187
7.1.4 界面形貌與原子結構 189
7.2 單層FeSe/SrTiO3的電子結構與超導能隙 190
7.2.1 單層FeSe/SrTiO3電子結構及其特殊性 190
7.2.2 FeSe能帶結構隨薄膜厚度的演變 196
7.2.3 超導能隙對稱性研究 200
7.3 界面超導機理研究 206
7.3.1 單層FeSe/STO界面的應力調控 207
7.3.2 單層FeSe的界面材料調控 211
7.3.3 FeSe厚膜的載流子摻雜調控 216
7.3.4 FeSe薄膜表面K摻雜的厚度依賴研究 223
7.3.5 界面電聲子耦合對超導的作用 228
7.4 本章小結 231
參考文獻 233
第8章 鐵基高溫超導材料中的對稱破缺態和能隙各向異性 241
8.1 鐵基高溫超導材料中的對稱破缺態 241
8.1.1 鐵基超導體中的磁有序和向列序 241
8.1.2 電子結構複雜性、孿晶、表面態 243
8.1.3 向列序下的能帶結構重構 246
8.1.4 磁有序下的能隙與其軌道依賴性 250
8.2 鐵基高溫超導材料中的能隙各向異性 253
8.2.1 費米面拓撲與配對對稱性 254
8.2.2 空穴電子型鐵基超導材料中的能隙結構和節點 256
8.2.3 重電子摻雜型鐵硒超導中的能隙各向異性 260
8.3 本章小結 264
參考文獻 264
第9章 FeSe類超導體的中子散射研究 268
9.1 中子散射實驗技術與原理 268
9.1.1 中子散射技術背景 268
9.1.2 中子微分散射截面 269
9.1.3 中子源與中子散射譜儀 271
9.2 鐵基超導體基本結構與磁性介紹 272
9.2.1 晶體結構和磁結構 272
9.2.2 局域與巡遊磁性 275
9.2.3 超導自旋共振態 277
9.3 FeSe的磁性基態及其與向列序和超導的耦合 278
9.3.1 FeSe中的超導自旋共振態 278
9.3.2 FeSe的磁性基態及其與向列序的耦合 280
9.4 KxFe2-ySe2母體的磁結構與磁激發 284
9.4.1 KxFe2-ySe2母體的磁結構 284
9.4.2 KxFe2-ySe2母體的磁激發 285
9.5 重電子摻雜FeSe超導體的自旋共振峰與超導配對對稱性 288
9.5.1 重電子摻雜FeSe超導體的配對對稱性 288
9.5.2 S 摻雜KxFe1-ySe2超導體中超導配對對稱性的演化 290
9.6 重電子摻雜鐵硒類超導體中的磁激發 293
9.6.1 Li0.8Fe0.2ODFeSe超導體的磁激發色散關係 293
參考文獻 296
第10章 鐵基超導材料的核磁共振研究 303
10.1 凝聚態核磁共振 303
10.1.1 原子核體系的哈密頓量 304
10.1.2 譜學分析 305
10.1.3 原子核弛豫分析 310
10.1.4 自旋–晶格弛豫 311
10.1.5 自旋–自旋弛豫 313
10.1.6 超導配對對稱性和核磁共振 314
10.1.7 超導態下的奈特位移：自旋配對性質 314
10.1.8 超導態下的自旋晶格弛豫率：超導能隙對稱性 316
10.2 KFe2Se2中非常規的自旋單態配對 318
10.2.1 自旋單態配對 318
10.2.2 非常規軌道配對對稱性 321
10.3 FeSe中的向列序和高壓磁結構 323
10.3.1 FeSe的高壓磁結構 324
10.3.2 FeSe中的低能自旋漲落 327
10.3.3 FeSe的電子向列相隨壓強的變化 331
10.3.4 總結與討論 335
10.4 KFe2As2中可能的電荷序 336
10.4.1 KFe2As2中As的核磁共振譜 336
10.4.2 最高壓下的對稱性破缺——可能的電荷序 338
10.4.3 討論和總結 340
10.5 鐵基超導材料中超導電性與反鐵磁序的共存與競爭 340
10.5.1 Ba（Fe0.77Ru0.23）2As2中超導電性與反鐵磁序的微觀共存 341
參考文獻 347
第11章 重費米子材料與物理 354
11.1 重費米子的發展歷史及研究現狀 354
11.2 幾類典型的重費米子材料 356
11.2.1 鈰基重費米子化合物 356
11.3 鐿基重費米子化合物 359
11.4 鈾基重費米子化合物 360
11.5 重費米子體系中的前沿科學問題 361
11.5.1 重費米子超導 362
11.5.2 重費米子超導序參量的對稱性 363
11.5.3 重費米子超導與其他競爭序的相互作用 365
11.6 量子相變 366
11.6.1 多參量調控的反鐵磁量子相變 367
11.6.2 電子不同自由度的量子相變 369
11.7 強關聯拓撲態 369
11.7.1 拓撲近藤絕緣體 370
11.7.2 拓撲近藤半金屬 370
11.8 其他類型的新穎量子態 371
11.8.1 重費米子材料URu2Si2的隱藏序 372
11.8.2 重費米子阻挫體系中的奇異態 373
11.8.3 C
