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期刊信息/Journal information
中国科学（物理学 力学 天文学）
中国科学（物理学 力学 天文学）

王鼎盛 张杰

月刊

1674-7275

Physics@scichina.org

010-64015835

100717

北京东黄城根北街16号

中国科学（物理学 力学 天文学）/Journal SCIENTIA SINICA Physica,Mechanica & AstronomicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《中国科学》是中国科学院主办、中国科学杂志社出版的自然科学专业性学术刊物。《中国科学》任务是反映中国自然科学各学科中的最新科研成果，以促进国内外的学术交流。《中国科学》以论文形式报道中国基础研究和应用研究方面具有创造性的、高水平的和有重要意义的科研成果。在国际学术界，《中国科学》作为代表中国最高水平的学术刊物也受到高度重视。国际上最具有权威的检索刊物SCI，多年来一直收录《中国科学》的论文。1999年《中国科学》夺得国家期刊奖的第一名。
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    非常规超导材料与机理专辑·编者按

    罗会仟
    1页
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    铜氧化物超导体中压致超导-绝缘体量子相变

    赵金瑜周亚洲郭静蔡树...
    2-11页
    查看更多>>摘要：按照固体能带理论,固体的导电性质通常是由其能带结构所决定的.对于具有能隙的绝缘体或半导体,在压力的作用下其能带的展宽可以使能隙闭合,从而使系统发生绝缘体-金属相变,甚至在低温下呈现出超导电性.这种绝缘体-金属相变被称为"威尔森相变".而"反威尔森相变",即在压力的作用下产生金属(或超导体)-绝缘体转变是经典理论不能预测或解释的问题.本文将主要介绍最近在空穴掺杂铋系铜氧化物高温超导体中发现的压力导致的超导-绝缘体量子相变,并对其形成机制和生成绝缘相的性质进行了简要讨论.新发现的铜氧化物高温超导体中压致超导-绝缘体量子相变不仅提供了一个强关联电子系统在压力下产生奇异量子态的新范例,也说明了超导与其紧邻量子态在压力调制参量作用下所表现出的"同源性",这为深刻理解强关联电子系统中超导态与其他各种量子态之间的关系提供了新的实验依据.此外,分析了这种超导-绝缘体量子相变的普适性,并提出了在此方面开展进一步研究的一些关键问题.作者希望通过本文的介绍能使读者对铜氧化物高温超导体中高压导致的超导-绝缘体相变实验研究方面的新进展和其可能存在的普适意义有所了解,同时希望能对高温超导机理的深入理解及为最终高温超导机理问题的解决提供高压实验研究方面有价值的新信息.

    高压铜氧化物超导体空穴掺杂量子相变

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    MOD-REBC O高温超导涂层导体的人工磁通钉扎及其调制进展

    黄荣铁陈静刘志勇李勇...
    12-26页
    查看更多>>摘要：在过去的20年,REBCO(REBa2Cu3O7-δ,RE=Y,稀土元素)涂层导体被认为是最具应用潜力的超导材料之一.虽然其性能上的研究取得了很大的进展,但仍需要在REBCO薄膜中人工引入有效的磁通钉扎中心以满足更高的在场性能需求.元素掺杂是引入人工磁通钉扎中心常见的手段.在金属有机沉积(Metal-organic Deposition,MOD)制备的REBCO薄膜中,传统元素掺杂引入的异质元素以离子形态分散于前驱薄膜中并在高温过程中以离子扩散的形式生成对应的异质相,一般较难控制其生长、尺寸和分布等.在MOD路线中可采取如中温处理、超薄层涂敷和多元掺杂等多种手段对异质相进行优化,但作用较有限.基于对引入的异质相尺寸和分布上的高要求,采用预先制备特定尺寸的纳米晶后再添加REBCO的技术路线能很好地解决传统元素掺杂遇到的问题,能获得含有尺寸可控的弥散分布纳米晶的REBCO纳米复合薄膜.调整预制条件可得到尺寸在3-15 nm范围内的BaMO3(M=Zr,Hf)纳米晶,经过改性后,单分散于REBCO前驱液和晶化膜中,使每个纳米晶都形成有效的磁通钉扎中心.纳米晶添加技术同样适用于不同厚度的REBCO薄膜,超导层厚度为3.2 μm的YBCO纳米复合带材比1.5 μm厚的常规YBCO带材在低温30 K@0-7 T范围内在场Ic性能提升了 5倍左右.4 mm宽的厚膜带材在4.2 K@20 T的低温高场条件下可实现290A的载流.另外,因为弥散分布、尺寸可控的纳米晶作为钉扎中心,使得YBCO带材在不同低磁场方向的Ic(77 K)的各向异性受到了明显抑制,趋于各向同性.该技术易于引入产业化生产流程中,并能稳定制备得到长达300-500m的REBCO长带材,具有高的商业和科研价值.

    高温超导REBa2Cu3O7-δ人工磁通钉扎纳米晶在场载流

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    扫描隧道显微谱仪对超导磁通芯子态的研究进展

    方德龙杨欢闻海虎
    27-39页
    查看更多>>摘要：磁通是第Ⅱ类超导体中的重要量子现象,对磁通物理的研究无论是对非常规超导机理问题还是超导应用都有着重要的意义.扫描隧道显微镜/谱仪是研究材料表面形貌结构和局域电子态密度的重要手段,在超导研究方面有着重要和不可替代的作用.在磁通研究方面,扫描隧道显微镜/谱仪能够直接测量得到磁通芯子的形状和磁通的分布情况.本文针对扫描隧道显微镜/谱仪可以研究的磁通芯子附近态密度分布问题,重点对超导体中拓扑平庸的磁通芯子态的研究进展进行总结.

    第Ⅱ类超导体磁通芯子磁通束缚态扫描隧道谱仪

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    非常规超导体的核磁共振研究新进展

    罗军冯旭阳周艺舟杨杰...
    40-71页
    查看更多>>摘要：核磁共振作为一种重要的谱学研究手段,在非常规超导体的机理研究中发挥了极其重要的作用.近年来,随着新型非常规超导材料的发现,对应的核磁共振研究也有了许多新的进展,这些工作对非常规超导电性的机理研究起到了积极的推动作用.本文将就核磁共振技术在奇宇称超导体、铜基高温超导体和笼目结构超导体这三类超导材料中的若干最新研究进展进行一个有针对性的概述和梳理.在奇宇称超导体研究方面,将重点介绍铬基超导家族A2Cr3As3中铁磁量子临界点顺磁侧的超导相图的研究和自旋三重态超导的实验证据,非中心超导体YPt-Bi中反铁磁自旋涨落及非常规的自旋单态和自旋三重态混合的超导态的发现.在铜氧化物超导体和笼目结构超导体研究方面,将重点介绍YBa2Cu3Oy中强磁场诱导的电荷密度波序出现3倍晶胞(λ=3b)公度性的微观实验证据,笼目结构超导体CsV3Sb5中电荷密度波序和电子关联随压力的演化.希望本文对后续超导电性的机理研究、材料探索及实际应用能起到一些启示作用.

    非常规超导体核磁共振奇宇称超导体电荷序笼目结构超导体

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    亚稳态新型铁硒基超导体探索

    刘旭应天平
    72-85页
    查看更多>>摘要：插层铁硒基超导体作为铁基超导的重要组成部分,是近年来凝聚态物理领域的研究热点.它们不仅具有高的超导转变温度(Tc),而且有着迥异于其他铁基超导体的费米面电子结构,挑战了原有的超导电子配对机理.然而由于电负性平衡的要求,使用传统高温固相反应得到的晶体无法避免相分离的发生,其中含有大量Fe空位的非超导相,严重干扰对其本征物性的研究.为获得单相的插层铁硒基超导体,人们提出了液氨法,利用低温获得无Fe空位的插层铁硒基超导亚稳相.随后,溶剂热法和水热法等低温插层方法相继被提出.本文回顾了插层铁硒基超导体的设计理念和发展历程,综述了几种典型低温插层方法及其研究进展,同时提出了未来的研究方向.

    铁硒基超导体亚稳态低温插层

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    铁基超导体的单晶生长及磁通动力学研究进展

    王春雷易晓磊邢相灼孙悦...
    86-110页
    查看更多>>摘要：铁基超导体具有上临界场高、临界电流密度大且各向异性小等优点,在超导强场磁体、可控核聚变、粒子加速器等国计民生领域具有重要的应用前景.对铁基超导体磁通动力学的研究,一方面可以进一步加深对磁通物理学的认知,同时也可为设计制造性能优异的铁基超导材料提供技术支持.本文首先简要介绍了典型铁基超导单晶材料的合成技术,包括熔融法、助熔剂法、化学气相输运法、热液法等;然后分别从铁基超导体的磁通及磁通晶格结构、磁通钉扎及磁通动力学等方面简要总结了相关研究进展.

    铁基超导体晶体生长磁通晶格结构磁通钉扎磁通动力学

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    FeAs基超导体的超快光谱研究

    吴旗仪孟建桥
    111-130页
    查看更多>>摘要：铁基超导体作为第二个被发现的高温超导体家族,其超导机理无疑是现代物理学中最引人注目的物理问题之一.从凝聚态的角度上看,铁基超导体丰富的有序态主要源于微观自由度,如电荷、轨道、自旋和晶格之间的相互作用演绎而来.近年来,随着飞秒激光技术的飞速发展,超快光谱成为了直接探测材料宏观物理量的微观机制及各种微观自由度之间相互作用的有力工具之一,并广泛应用于铁基超导体研究.本文回顾了FeAs基超导体最近的超快光谱研究,其中包括对能隙函数的探讨、在时域内区分各种有序相及这些相与超导序之间的关系以及相干声子在超导配对中的作用等方面的进展.

    铁基超导体超快光谱非平衡态能隙向列相电-声子耦合

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    铁基超导体磁激发的共振非弹性X射线散射研究

    刘瑞鲜张文婷鲁兴业
    131-143页
    查看更多>>摘要：在铁基超导材料中,超导电性通常起源于对反铁磁母体的载流子掺杂.随着掺杂量的增加,反铁磁长程序逐渐被抑制,超导出现并在反铁磁序消失的边缘达到最佳Tc.在最佳和过掺杂区域,虽然已经不存在任何反铁磁长程序,但仍然存在很强的反铁磁涨落.在铜氧化物和铁基高温超导体中,很多实验证据表明自旋为1的反铁磁涨落极有可能是超导电子配对的媒介,而驱动这一配对的则是电子间的反铁磁关联.因此,从实验上研究铁基超导体的磁激发谱及其对掺杂的依赖关系,获得反铁磁关联能等信息,对理解铁基超导的微观机制至关重要.在过去十几年中,非弹性中子散射(Inelastic Neutron Scattering,INS)在测定铁基超导材料中的磁激发方面发挥了主导作用.在过去十年中,共振非弹性X射线散射(Resonant Inelastic X-ray Scattering,RIXS),作为一种可以测量过渡族金属化合物中磁激发的实验技术,被用于铁基超导体中磁激发及其演化的研究.由于RIXS具有元素敏感、价态敏感、光通量高等优点,在铁基超导材料磁激发的相关研究中,发挥了独特的作用.本文从RIXS的特点出发,回顾了铁基超导体中磁激发的RIXS研究结果,讨论了RIXS在进行这些研究时表现出的优势和不足.通过这些讨论,本文强调了在铁基超导体元激发的研究中,利用RIXS独特优势的重要性.

    铁基超导磁激发共振非弹性X射线散射关联电子材料

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    铁基超导线材实用化研究进展

    郭文文姚超熊颢马衍伟...
    144-158页
    查看更多>>摘要：铁基超导体是一种新型的实用化高温超导材料,具有极高的上临界场、高转变温度、较小的各向异性、高传输电流密度等优点,能够采用成本较低的粉末装管法制备成超导线带材.目前,通过引入轧制织构和加压烧结致密化等工艺,铁基超导带材的传输临界电流密度在10T磁场下已超过105A/cm2的实用化门槛,表明其在强电高场领域具有较强的应用潜力.与带材相比,线材具有更加对称的截面形状,能够更方便地进行电缆绞制,从而降低导线的电磁耦合效应,提高载流的均匀性和稳定性,满足高场应用需求.本文对铁基超导线材的发展与现状进行评述,对线材制备过程中的前驱粉制备、冷加工工艺、热处理技术等进行系统介绍,并对影响线材传输性能的微观结构和磁通钉扎特性进行详细阐述,其中包括不同金属包套的线材以及多芯线材.最后,对铁基超导线材的研究进行总结,并对未来的发展趋势进行展望.

    铁基超导体粉末装管法临界电流密度铁基超导线材

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