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[理论物理]凝聚态物理1 [复制链接]

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量子临界行为
另外一个重要的方向是理解体系的量子临界行为,这一点和高温超导体很像。传统的量子临界理论是自旋密度波理论,亦即在从费米液体到反铁磁相的量子相变中,越接近临近点,反铁磁序参量涨落的空间关联和时间关联长度就越长。但这个理论在某些方面和实验不符合,主要是实验上中子衍射发现磁化率随频率和温度表现出频率/温度的标度行为。这导致了一些新的理论建议,比如局域量子临界性和前面讨论的退禁闭量子临界行为。但这两种理论也都有局限性,比如局域量子临界行为理论上只在二维体系成立,但目前发现这种标度行为的体系似乎更像三维的,而退禁闭量子临界行为似乎要求体系内一定的相干性,而金属中的电子涨落很可能破坏这种相干性。
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重电子金属
重费米子体系主要包括一些含有稀土金属如铈镱,锕族金属元素如铀的金属化合物。这类化合物在低温下表现为超导,反铁磁或铁磁,或者费米液体的行为,但是有很高的比热,通常认为准粒子有很高的质量,因此叫做重费米子材料。从微观的角度来看,体系内包含了两个组分的电子的磁相互作用,一类是自由的导带电子,一类是局域化的f电子,如铈离子上面只有一个电子,这些铈离子之间的间距超过了f电子波函数机率分布的主要范围,因此一般认为这些f电子是局域化的,之间没有跃迁。但是导带电子和这些局域f电子的波函数有叠加,因此两个组分之间存在杂化。另一方面由于f电子很强的局域库伦相互作用,体系表现出强关联的性质。f电子的能级远远低于费米能级,因此f电子电荷的涨落往往可以忽略,这样f电子和导带电子的杂化就简化为导电电子自旋和f电子自旋之间的磁相互作用。对单一的f电子来说,就是一般的近藤耦合。对于一个晶格的f电子来说,这样的耦合还导致了晶格上不同f电子之间通过导带电子传递的有效的磁相互作用,一般称为RKKY相互作用。在高温的情况下,这些f电子实验上表现为独立的行为,但在低温出现了关联,导致了重费米子的行为。
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传统的理论
传统的理论是把重费米子材料整个晶格的f电子的行为当成单个f电子行为的一个晶格扩展。也就是说单个f电子由于和导带电子的耦合导致的近藤效应而出现一个在费米面附近的共振态,然后不同格点上的共振态再彼此重叠发生跃迁形成一个能带,就是重费米子能带,具有大部分的f电子的特征。这样一来,体系的特征温度就应该是一个晶格修正后的近藤温度。但是没有理论能够给出一个合适的温度的表达式。更重要的是,重费米子体系的个体行为看起来是如此不同,并不存在一个很简单的如同单个f电子的近藤效应的普适行为,因此很难定义一个温标。
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只看该作者 23楼 发表于: 2017-11-03  粉丝: 4   好友:3
工作的意义
上面的工作的意义在于整理了过去几十年的数据,发现这样一个温标的定义是可能的,并且体现在很多物理性质中的,而这个温度标度具有和RKKY相互作用相同的行为,很有可能就是RKKY相互作用。这后面的论断至少表面上是很有道理的。因为RKKY相互作用是局域f电子之间由于导带电子的传递而导致的有效磁相互作用,那么当温度高于这个相互作用和低于这个相互作用时,f电子表现为独立的行为或者关联行为是很自然的。
重费米子体系的低温超导或者反铁磁相和临界行为一般可以用一个所谓的Doniach相图来表示。这个相图表明随着局域电子和导带电子磁性耦合的强度的变化,在弱耦合下表现为反铁磁行为,而在强耦合下表现为超导行为或者费米液体行为。传统上这个图的理解是认为存在这个RKKY相互作用和局域的近藤效应的竞争。在弱耦合下,RKKY相互作用远大于近藤效应的能量尺度,因此f电子之间的耦合起主要作用,体系表现为反铁磁行为;而在强耦合下,近藤效应占据重要作用,从而局域的f电子的行为变得更为明显,因为近藤效应在低温下表现为费米液体行为,因此重费米子体系也表现为费米液体行为。
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只看该作者 24楼 发表于: 2017-11-03  粉丝: 4   好友:3
定性的图像
但是上面的工作对这个观点也提出了不同的看法,因为在传统的相图中,RKKY相互作用和近藤效应的尺度都是没有合适的理论计算的,只是一个定性的图像。上面的那个工作用单个f电子的近藤效应的温度尺度代替了传统相图中假设的晶格的近藤效应的温度尺度,又用从实验数据中发现的这个新的温标代替了传统的定性估计的RKKY温度。但这样一来,立马发现在大多数的重费米子体系中,RKKY温标远远大于近藤效应的温标。那么就没有道理认为临界现象是由于这两个温标的竞争了。这就提出了一个新的问题,当然这是很新的工作,还有待时间和同行的考验。
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只看该作者 25楼 发表于: 2017-11-07  粉丝: 4   好友:3
Jahn-Teller畸变
在Hückel的分子轨道理论的框架内研究,会得出聚乙炔是种金属的结论。当我们开始假定聚乙炔由包含两个碳原子的晶胞构成,最后总是得出以下结论——被填充的能带和空的能带在Brillouin区边缘呈简并关系,并且此处能隙为零。我们在分子世界里看见了相似的环丁二烯的分子轨道图。环丁二烯的HOMO和LUMO是简并的,并且总共包含两个电子。当将电子-电子排斥效应考虑在内,Jahn-Teller畸变的发生将使环丁二烯转换为一种矩阵的形式,并且这种几何形变会使分子的HOMO和LUMO出现能级差。相似的效果在聚乙炔中也出现了。与环丁二烯类似,具有完全相等键长的聚乙炔(Hückel分子轨道模型中隐含的推论)发生几何形变成长、短键相间的结构。这种现象在凝聚态物理中被称为Peierls相变,实际上它是完全对应于单分子环丁二烯中的Jahn-Teller畸变现象的。真实聚乙炔中的长、短键长分别大约为1.35Å和1.45Å。
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只看该作者 26楼 发表于: 2017-11-09  粉丝: 4   好友:3
拓扑结构
科学家们总是猜想:碳足球可能是一个芳香族分子:一类三维苯,它的π键离域于整个60个原子的球上。早期的Hückel计算预言了碳足球具有芳香性,从核磁共振谱研究和衍射研究中获得的实验结果,首先证实了上面的猜想。1991年3月Bell实验室的Robert Haddon和他的同事们,发现碳足球的环形电流对磁化率的贡献几乎为零。六元环中的强抗磁电流几乎完全被五元环中的强“顺磁”电流(它叠加到外磁场上)所抵消,从而整体的磁化率很小。因此,今天流行的看法是,碳足球是芳香族的,但是它具有极不寻常的磁性质。跟陶瓷超导体一样,关于碳足球化合物超导电性的理论解释仍旧是一个争论的话题。一些人认为BCS理论不能充分解释碳足球化合物的超导电性。“薛定锷蛋”理论似乎是一个好的出发点,一方面,像在苯中一样,“薛定锷蛋”会引起共振;另一方面,碳足球超导体的κ值很大,和陶瓷超导体相近,表明拓扑结构的密度很高,而由|薛定锷鸡>→|薛定锷蛋>的跃迁中就包含了拓扑结构。
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只看该作者 27楼 发表于: 2017-11-12  粉丝: 4   好友:3
超晶格
孤子是聚乙炔中的一种元激发。实验发现,聚乙炔中的载流子带电荷±e但没有自旋,这不是电子或空穴而和荷电孤子的特征相符,导电的载流子正是这种准粒子——孤子。二聚化聚乙炔中的更键畴壁,使聚乙炔链的一个相转变为另一个相,这种更键畴壁是一个拓扑孤子,人们普遍认为这种孤子在聚合物的导电过程中起着重要作用。孤子激发后,电子的总数未变,体系仍为电中性,因此,该孤子不带电。对于自旋,在价带中正负自旋状态上电子的填充情况相同,自旋之和为零。导带中无电荷,也没有自旋。
在分立状态,只有正自旋状态上有一个电子,负自旋状态空着,因而,体系的总自旋为+1/2。如果禁带中的电子占据了负自旋的分立状态,则体系的总自旋将为-1/2。于是得到结论,中性孤子具有自旋±1/2。在实验中,已观察到在反式聚乙炔中存在着中性缺陷, 但它们可产生自旋共振,这说明它们具有自旋,这种中性缺陷的电荷-自旋关系与中性孤子一致。
这种缺陷从数学特征上讲是孤子,而从晶体学的类比上讲是畴壁(domain wall),它是非线性拓扑激发。偶极电场畴的形成和生长,可唯象地用一个自陷势来表达。波函数的包络函数满足非线性薛定锷方程,非线性薛定锷方程有孤子解。随着孤子问题研究的深入和发展,一大批孤子现象已在流体物理、固体物理、基本粒子物理、激光、等粒子体物理、超导物理、生物物理等许多领域中出现。

具有孤子解的非线性演化方程有:非线性的薛定锷方程、正弦-戈登方程、布森内斯克方程等。这些方程具有很多共同的特征,例如:可用反散射方法求解、存在Backlund变换等。其实,直接利用线性的“薛定锷蛋”理论也可以得到孤子解。非线性薛定锷方程有孤子解,由此可知,超晶格偶极电场畴具有孤子性质。由|薛定锷鸡> →|薛定锷蛋> → |薛定锷鸡>的跃迁相当于一种内禀的超周期结构,将聚乙炔看成超晶格,就可以得到孤子解。
换句话说,“薛定锷蛋”能够感受到超晶格的存在,从而将自己的能量调整到最低状态。其次,可以将反铁磁性看成是超晶格,“薛定锷蛋”理论可以解释为何三维Mott绝缘体都是反铁磁性的。另一方面,可以将氯化钠结构看成是一种超晶格,“薛定锷蛋”理论可以解释为何氯化钠结构有利于提高超导转变温度,碳足球超导体也可以看成是氯化钠结构的。铜氧化物和铁基超导体的母体都是反铁磁性的,对偶变换可以将反铁磁交换变换为“蛋-蛋”耦合能,超导转变温度较高。
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只看该作者 28楼 发表于: 2017-11-15  粉丝: 4   好友:3
内压力场
铈铑(1-x)钴(x)铟(5)的实验结果为我们理解相应系统中超导与磁有序共存现象提供了有力的依据。铈铑铟(5)在常压下的超导转变温度很低,90mK。随着钴原子逐渐替代铑原子,奈尔温度开始下降,当x=0.4时出现较高温度的超导转变。因是小原子取代大原子,晶格常数变小,相当于外加压力的结果。x>0.6时,反铁磁消失,在0< x<0.6的范围,超导有序和磁有序同时存在。x= 0.6的系统已经接近临界成分,可以认为,在常压下的T-x相图上,x= 0.6的成分是量子临界点。在0.4 < x<0.6的范围,奈尔温度变化明显而超导转变温度基本保持常数,说明在此范围内反铁磁长程序对超导能隙影响不大。样品的比热曲线,超导转变和反铁磁转变,两个峰都存在表明超导相变和磁相变共存。
有趣的是,每一条曲线两个峰下面包含的面积算出的总熵变都是一样的,这说明同样的重电子系统,同时对超导和反铁磁负责,只不过随着钴的增加,一部分对磁有序负责的电子转化为对超导负责,它们的总量没有变化。在量子临界点附近,重电子系统完成了从反铁磁到超导的转变过程,这是电子的强关联性质和量子效应的结果,其中有丰富的物理内涵。
我认为,铈铑(1-x)钴(x)铟(5)可能是牛顿-庞加莱液体向玻色-爱因斯坦液体转变的典型案例。反铁磁的牛顿-庞加莱液体是位置空间配对,电子较为局域,随着钴原子逐渐替代铑原子,重电子的局域性逐步减少、同时巡游性增加,重电子系统逐渐过渡成为动量空间配对的玻色-爱因斯坦液体。
加压会降低BCS超导体的超导转变温度。各种新型超导体在压力下超导转变温度会上升,表明存在内压力场;正如加压会使气-液相变的临界温度升高一样,那是因为有个范德瓦尔斯内压力场;“薛定锷蛋”会产生一个内压力场,“薛定锷蛋”与几何有关,所以加压使超导转变温度升高其实和加压使气-液相变温度升高是一个道理。范德瓦尔斯方程并不完全正确,得到的临界指数β =1/2,实际的临界指数β = 1/3,这可能是“薛定锷蛋”的效应。
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只看该作者 29楼 发表于: 2017-11-16  粉丝: 4   好友:3
自发地
双阱通常被认为是双稳状态,它导致轨道塌缩到内阱中或者排斥原子的外层区域。还没有考虑波函数可能分裂在两个阱中的可能性,原理上没有什么阻止它的出现。现在我们知道一、二个例子,它是自发产生的。它的一个离子占据着nf激发轨道,这个轨道既不扩散也不塌缩,而是在这种“刀边”形式下保持平衡,这个事例出现在钡+光谱中。人们在很多年前已知道钡+光谱中的这种反常现象的存在。后来把它归因于近临界势垒效应。计算结果表明,钡的nf波逐类局限在n = 5的双势阱的内阱中。结果所有n较低的轨道显然在性质上都变成了双形态或混合态,且在内外阱中都有峰值。
这就导致了(1) 对nf系量子亏损中一个不同寻常的现象,它们并不是常量,而是强烈依赖于能量,尽管没有任何定域微扰,(2) 在5d→nf激发系列反常地出现一个明显的强度,(3) 对于这个系列的第一个成员在自旋轨道分裂过程中出现反常,但都能在轨道的双形态性质基础上得以解释。对于钡的情况,“薛定锷蛋”理论可以提供一个等价的解释;但量子点接触中的“0.7结构”可能是类似的原因造成的,“薛定锷蛋”有走钢丝的本领,那里没有双势阱,轨道仍然自发地分裂成两条。
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只看该作者 30楼 发表于: 2017-11-18  粉丝: 4   好友:3
半键
Rundle曾着重指出半键(n =1/2)的重要性。对锌和镉进行了处理,导出了价数分别为3.93与3.98。六个强键的键数分别为0.48与0.51,六个弱键的键数分别为0.18与0.15。就所有这三种金属来说,强键的键数在计算的可靠范围内,都接近于1/2(汞的六个强键的键数也被发现为0.48)。键数经常近于成小整数之比,可能这些比值是具有特殊的稳定性的。由“薛定锷蛋”理论可以说明半键的特殊稳定性,由|薛定锷鸡>→|薛定锷蛋>→|薛定锷鸡>的跃迁的超周期性相当于一种半键。
锌、镉和汞的次价壳层谱形成了具有非常相似特征的一族。Beutler首先对它们进行了研究,后来的研究者们指出需要一种特殊的耦合图像(称为成对耦合),并以更高的分辨率对它们进行了研究,利用同步辐射对这些实验进行了重复。为了演示碱原子模型应用于锌、镉及汞的d子壳层激发中是如何的有效,现考虑np及nf轨道的有效量子数n*。这些量子数的行为与碱金属谱的量子数行为极为相似,最类氢的态(n*接近于整数)是那些具有最大l值的态,最外层np电子(处于最低可到达的态上)出现在介于氢的n=1和n= 2值的一个中间束缚能量处。
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只看该作者 31楼 发表于: 2017-11-20  粉丝: 4   好友:3
双原子分子
考虑p系列的双原子分子硼分子、碳分子、氮分子、氧分子和氟分子。允许的分子轨道梯形图用代表轨道对称性的π或σ表示。碳分子完成π成键轨道的填充,因而它的净自旋为零。氮分子具有一个充满的3σ2轨道,它是非磁性的。最后氖结束了本系列,它不会通过形成一个双原子分子而得以稳定。现在考虑这一系列分子的电子结构对其物理性质的含义。随着6个杂化轨道被占据,分子首先变得更加稳定(在多数情况下价电子占据着比平均能量低的状态),然后变得不太稳定(此时较高的能态被占据)。这一点可在键长度和这些分子的刚性中反映出来。
要理解这些趋势,就必须考虑分子中电子已占状态的能量相对于它们在无相互作用的原子中的能量。对于这种p系列前边的成员,接近MO图底部的成键状态首先被填充。这造成了在p系列前边成员中原子体积的戏剧性减小和与之相伴的稳定性和刚性的增大。本系列的后半部分成员反键状态的占据抵消了前半部分所获得的能量稳定性,趋势被逆转。
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只看该作者 32楼 发表于: 2017-11-22  粉丝: 4   好友:3
非对角项
一个Lyapounov函数Ω的确是体现了相关并超出了只研究概率的玻尔兹曼方法的范围。当全部ρ的对角元是相等的(且它们的总和为1)和全部非对角元等于零的时候,计及tr(ρ) =1应当达到Ω的最小值,所以我们说Lyapounov函数Ω是存在的,这是被等概率和随机相位所描述的情形。于是我们有一个十分类似于微正则分布的情形,在微正则分布中,在能量面上所有的态有相同的概率。我们可把对角项<n| ρ| n>与概率联系起来,非对角项和相关联系起来。而非对角项则可进一步与超流态的非对角长程序联系起来。
超导是一种连续相变,对应于一种无序态向一种宏观长程有序态的转变过程。1962年杨振宁指出超导长程序是一种非对角长程序,不同于晶体中原子排列的对角长程有序,完全是量子效应导致的。费米系统在一体约化密度矩阵中不能显示非对角长程序,因为有泡利不相容原理。然而,玻色系统中可显示非对角长程序,这正是玻色系统中规范对称性遭到破坏而变为超流体时所遇到的情形。玻色系统中具有非对角长程序的一个例子是超流液态氦4。费米系统在较高级的约化密度矩阵中可显示非对角长程序。
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只看该作者 33楼 发表于: 2017-11-27  粉丝: 4   好友:3
深刻类比
如果磁场和电子表面密度满足ν = 1/(2k +1),则有B = (2k +1)Φ(0)n,如果将玻色子所带的磁通均匀分布在表面上,它将刚好抵消原有的磁场,即玻色子现在感受不到磁场了。在低温无磁场条件下,玻色子是可以发生玻色-爱因斯坦凝聚的,这就可以把分数量子Hall态和超导、超流类比,得出一系列重要结果。此处粒子统计性质的变化是“薛定锷鸡”与“薛定锷蛋”之间的内禀对称性质。对偶变换的本质是将同一个物理问题用不同的方法描述,或Ψ在φ、A场中,或Φ在φ,A, a场中,这两种方法是等价的,相当于薛定锷波与“薛定锷蛋”的对偶性。由于对超流和超导理论系统而深刻的理解,将分数量子Hall态与之类比不仅能对已知现象给予更深刻的解释,而且还可以作出新的理论预言。铜氧化物超导体的一系列实验结果对“薛定锷蛋”理论的“蛋-蛋”耦合配对机制是有利的,例如双磁子散射的结果、异常大的κ值,钇钡铜氧中高达100T的上临界磁场等等。可惜我在“铁基超导体物性基础研究”一书中,没有找到关于铁基超导体的κ值的测量结果,说明很少有人往这个重要的方面去想。
先从量子Hall效应的现象解释开始。带电玻色子凝聚后,超流体内部出现Meissner效应(杂质处可以钉扎磁通)。这个效应使ν = 1/(2k +1)态成为“不可压缩的量子流体”。原因是:电子密度的任何改变都要引起统计规范场a的改变,即要在一定区域内产生净磁通,这是Meissner效应所不允许的。因此在ν = 1/(2k + 1)态下液体密度不能改变,成为稳定的结构。
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只看该作者 34楼 发表于: 2017-11-29  粉丝: 4   好友:3
磁通涡旋
Maggio-Aprile等在钇钡铜氧的磁通涡旋中利用扫描隧道电子谱发现在±5.5 毫电子伏能量处存在一对磁通涡旋中心态,该中心态能量不随空间位置和磁场强度变化。潘庶亨及合作者利用扫描隧道显微镜发现铋-2212中磁通涡旋中心态的强度随与中心距离指数衰减,而其特征长度(即此超导体的相干长度)约为22Å。铜氧化物超导体中的实验结果不能在传统BCS理论框架内得到解释。对于d波BCS超导体,理论计算表明磁通涡旋中心应该存在零偏压电导峰,且局域电子态密度的分布应该具有四重对称性,这些理论计算的结果没能在实验上观察到。
在铁基超导体被发现以后,由于磁通涡旋中心态可能对超导机理有启示作用,Hoffman研究组和闻海虎研究组都对其进行了仔细的研究。在磁通涡旋中心处,dI/dV谱在V =-0.5 mV处出现峰值。逐渐远离涡旋中心,该峰值发生劈裂,演变成费米面左右两个不对称的峰,并最终过渡到超导态的dI/dV谱。作者利用指数衰减公式拟合实验测量到的磁通涡旋中心态信号随偏离中心距离r的衰减情况,得到超导相干长度为21ű 3Å。
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只看该作者 35楼 发表于: 2017-11-29  粉丝: 4   好友:3
相位涨落
不难将近晶相液晶制成自由悬挂的薄膜。KTHNY理论主要是由Halperin与Nelson在K-T理论的基础上发展起来的,Young也独立地提出了类似的理论,故通称为KTHNY理论。对于80SI液晶的较厚的样品的细致研究,证实了基于KTHNY理论的三维六角晶相的Birgeneau与Lister模型,肯定了三维六角液晶相的存在。然后再对4个分子层的液晶进行深入的研究,随着温度的下降,依次观测到KTHNY二维熔化理论所预期的序列,即各向同性液体-六角晶相-二维晶体。如果说自由悬挂的液晶薄膜X射线研究在验证KTHNY理论方面取得了很令人鼓舞的结果,相变的比热研究却没有取得明朗的结论。200分子层的厚膜,基本上显示了三维的行为,在临界温度附近比热发散。10个分子层的结果,在基质熔点附近存在一表面有序化转变;4个分子层的结果,比热在熔点达到一有限的极大值,然后向两侧下降。这一实验结果既不同于一级相变,因为一级相变要求比热在熔点处直线式上升;也不符合KTHNY理论的预期,它要求在熔点附近存在一个宽广的极大。
使问题复杂化的可能因素为熔点附近出现了附加的表面有序化转变,以及液晶内部结构的某些变化,我认为,有可能是动态重正化使熵快速减小导致的。这些问题尚有待澄清。有人认为,铜氧化物高温超导体的相位涨落就是KT相变的一个三维版本。
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有可能
当在Heisenberg Hamilton量中的J<0时,相邻格点上的自旋倾向于反平行排列。于是理论分析一般采用双子格模型,尽管双子格模型相当于铁磁性模型的自然推广,反铁磁体基态的研究却遇到了困难迄今尚未确定。不过一维链的反铁磁基态已由Bethe严格地解出;Anderson处理了二维系统的反铁磁基态问题。“薛定锷蛋”理论应该与反铁磁基态有密切关系,反铁磁是由几何上的超交换引起的,而“薛定锷蛋”相当于一种内禀的拓扑上的超交换。高温超导体是仅有的氧缺电子的体系,它应是第一个对Anderson超交换模型的完全实现和验证的体系。
最初Anderson就提出过RVB的图像,但因为RVB在零掺杂的时候不是反铁磁,与实验矛盾,造成Anderson暂时抛弃了RVB图像。后来Anderson又返回来,认为掺杂的区域仍然是RVB,如果Anderson的思想是正确的,意味着在某一段区域确实是RVB的。在零掺杂时,赝能隙的能量尺度可一直延伸到超交换能的大小。有可能是这样的,零掺杂时,“薛定锷蛋”和超交换对偶→欠掺杂的RVB态→中等掺杂的超导预配对态→过掺杂的费米液体。
离线henryharry2

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只看该作者 37楼 发表于: 2017-12-02  粉丝: 4   好友:3
半个磁通
在一个由一个或多个Josephson结所组成的环状超导系统,如果是d波超导体的话,那么环内可自发产生半个量子化磁通。这种自发量子化磁通的出现,可通过Ginzburg-Landau的超流公式来理解。在由奇数个π结组成的环中,磁通量子化与不存在π结的系统是不一样的。半奇整数量子化磁通存在与否只与超导电子配对的相位改变有关。因此,对半整数量子化磁通的探测可以帮助我们判断超导配对是否具有d波对称性。在不加外场的情况下,穿过环的最小磁通是磁通量子Φ的一半。奇数个π结组成的超导量子干涉环中存在自发的半个量子化磁通,显然这个结果可帮助我们从实验上判断超导电子配对是否具有d波或其他非s波对称性。自发量子化磁通的存在只与超导能隙的相位在不同方向是否会变号有关,而与能隙的绝对值没有太大的关系,是定性判别超导对称性的有力工具。如果实验能够非常精确地设计产生自发磁通晶体晶轴的取向,还能判断能隙节点的位置。
离线jackdo

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只看该作者 38楼 发表于: 2017-12-02  粉丝: 26   好友:23
在超导和不超导铈铜2硅2的低温比热曲线上,都在2K~3K附近出现比热的“鼓包”,这是局域铈离子磁矩降温到特征温度以下逐渐被传导电子自旋磁矩抵消而引起的比热贡献。比热曲线“鼓包”下的面积,大致与R ln(2)的熵变相对应,这里R是气体常数;这显然是动态重正化的结果,动态重正化使得Maxwell妖精用信息产生的负熵R ln(2)抵消了混合熵R ln(2)。
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只看该作者 39楼 发表于: 2017-12-03  粉丝: 4   好友:3
SQUID
Josephson效应的一个重要的应用是制作超导量子干涉仪(SQUID)。最简单的SQUID是由两个Josephson结并联组成的环状电路,这个电路对环内所包围的磁通非常敏感,是探测极微弱磁场的一个理性手段。除此之外,通过两个Josephson结的量子干涉效应也可判别超导电子配对的对称性,在高温超导的对称性研究中发挥了重要的作用。在高温超导Josephson结的量子干涉实验中,一个典型的设计是把一个高温超导体、如钇钡铜氧,和一个s波超导体通过弱连接方式连接起来。这种SQUID结构,两个结分别处于钇钡铜氧晶体某个角的两边,因此也称之为角SQUID。
当外加磁场很小时,s波超导体与d波超导体所组成的量子干涉电流与结的几何位形相关。Wollman等设计并完成了高温超导体的第一个相位敏感实验。他们测量了两种不同SQUID中最大偏置电流随外加磁通的变化关系。实验中,Wollman等实际测量的是在临界电流的涨落区电阻随外加磁场的周期变化。可以证明零偏置电流极限下的相移分别为Φ/2和0。实验结果的倾向性的很明显的,对高温超导具有的d波对称性是一个很强的支持。