超導物理(中國科學技術大學精品教材) 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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張裕恒 編

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齣版社： 中國科大

ISBN：9787312021770

商品編碼：1029189425

開本：16

齣版時間：2009-01-01

  詳情信息：

  Product Details 基本信息

ISBN-13 書號:9780792329718

Author 作者:Bontemps, N.

齣版社:Kluwer Academic Publishers

Publication Date 齣版日期:1994-09-30

Shipping Weight Language 語種:ENG

pages 頁數:344

  Book Contents 內容簡介

    One of the most spectacular consequences of the description of the superfluid condensate in superfluid He or in superconductors as a single macroscopic quantum state is the quantization of circulation, resulting in quantized vortex lines. This book draws no distinction between superfluid He3 and He4 and superconductors. The reader will find the essential introductory chapters and the most recent theoretical and experimental progress in our understanding of the vortex state in both superconductors and superfluids, from lectures given by leading experts in the field, both experimentalists and theoreticians, who gathered in CargA]se for a NATO ASI. The peculiar features related to short coherence lengths, 2D geometry, high temperatures, disorder, and pinning are thoroughly discussed.

凝聚態物理前沿探索：從經典到量子輸運的深度解析 本書聚焦於凝聚態物理領域中，除超導現象之外的另一核心支柱——凝聚態物質的電、熱、磁輸運性質及其微觀機製的深入研究。 這是一本麵嚮高年級本科生、研究生及科研人員的專業參考書，旨在係統梳理和闡釋固體材料在不同溫度、場強和摻雜條件下的宏觀輸運現象，並追溯其背後的量子力學和統計物理基礎。全書內容兼顧理論深度與實驗廣度，力求搭建起從基本概念到前沿研究的完整知識體係。 第一部分：晶體結構與電子態基礎迴顧 (重溫經典，夯實基礎) 本書在深入探討輸運現象之前，首先對凝聚態物理的基石——晶體結構和電子理論進行瞭詳盡的復習與拓展。 第一章：晶格動力學與聲子譜 本章詳細分析瞭晶體的周期性勢場對電子運動的散射作用，重點闡述瞭晶格振動（聲子）的量子化概念。我們從經典彈性理論齣發，推導齣晶格的色散關係，並詳細討論瞭一維、二維及三維晶格的布裏淵區結構。聲子扮演的非彈性散射角色是理解電阻率溫度依賴性的關鍵，因此，本章著重講解瞭德拜模型與普朗剋模型的物理圖像，並引入瞭聲子密度（DOS）的精確計算方法。此外，聲子與電子之間的耦閤（電子-聲子相互作用）被視為理解電阻率“Ioffe-Regel極限”和低維係統熱學輸運的先決條件。 第二章：能帶理論的深化與有效質量 本書沒有停留在引入能帶和費米麵的初級階段，而是深入探討瞭K·P微擾論在半導體和簡並半金屬中的應用。我們詳細推導瞭有效質量張量的物理意義，闡明瞭它如何描述電子在周期勢場中運動的慣性特性，特彆是各嚮異性材料中的有效質量的非對角元。本章還涵蓋瞭簡並點附近的簡並能帶結構（如GaAs中的價帶結構），以及狄拉剋錐和Weyl半金屬中的綫性色散關係，為後續的拓撲輸運性質打下理論基礎。 第三章：玻爾茲曼輸運方程的構建與應用 作為輸運理論的核心數學工具，玻爾茲曼輸運方程（BTE）的推導過程被詳盡展示。本章首先建立瞭由外場驅動與內部散射項組成的守恒方程，並討論瞭各種散射機製（聲子、雜質、電子-電子散射）的弛豫時間近似（RTA）。隨後，本書將RTA應用於計算直流電導率，引入瞭弛豫時間譜（Relaxation Time Spectrum）的概念，以解釋在不同溫度和散射機製主導下的電阻率的非綫性行為。 --- 第二部分：電學輸運：電阻率、霍爾效應與磁輸運 (經典與量子交織) 本部分是全書的重點，係統解析瞭材料在電場和磁場作用下的宏觀響應，重點區分瞭經典、半經典和量子極限下的物理圖像。 第四章：電阻率的溫度依賴性與散射機製 本章以電阻率為核心，整閤瞭前述理論工具。我們詳細分析瞭金屬和半導體的電阻率隨溫度變化的麯綫 ($ ho(T)$)。 高溫區（$ ho propto T$）： 重點分析瞭電子-聲子散射的Bloch-Grüneisen定律，並討論瞭其在不同維度下的修正形式。 低溫區（$ ho = ho_0 + AT^n$）： 深入探討瞭殘餘電阻$ ho_0$（由雜質和晶界散射決定）以及馬蒂森定則（Matthiessen's Rule）的適用範圍和局限性。對於過渡金屬和稀磁閤金，本章引入瞭約瑟夫森散射和Kondo效應對電阻率的貢獻，特彆是Kondo溫度以下的電阻率發卡現象。 第五章：霍爾效應與磁輸運理論 霍爾效應是區分載流子類型和濃度的關鍵測量手段。本章從洛倫茲力齣發，係統推導瞭經典霍爾係數，並討論瞭其在半導體中用於確定有效質量和摻雜濃度的應用。 復雜能帶結構下的霍爾效應： 針對多帶模型和各嚮異性材料，推導瞭多組分霍爾係數和普遍性霍爾因子。 磁阻（Magnetoresistance, MR）： 詳細討論瞭經典磁阻（飽和行為）和半經典磁阻（Shubnikov-de Haas效應的前身）。本章特彆關注瞭各嚮異性材料中的平麵內與平麵外磁阻差異。 第六章：量子極限下的磁輸運：尚之河效應與量子振蕩 當迴鏇半徑小於平均自由程時，量子效應開始主導磁輸運。本章的核心是尚之河（Shubnikov-de Haas, SdH）振蕩和德哈斯-範阿勒夫（de Haas-van Alphen, dHvA）效應。 SdH效應的理論基礎： 從費米麵上的能級離散化（朗道能級）齣發，推導瞭電阻率隨磁場變化的周期性振蕩公式。通過分析振蕩的周期和幅度，可以精確地提取費米麵幾何形狀、有效質量和磁場中電子的弛豫時間。 dHvA效應： 作為磁化率的量子振蕩，dHvA效應的分析技術與SdH互補，為確定費米麵麯率和電子有效質量提供瞭無損的手段。 --- 第三部分：熱學輸運與電荷-熱量耦閤 (跨尺度現象) 本部分擴展到熱學輸運，特彆是熱導率的微觀機製，並探討瞭電荷輸運與熱量輸運之間的耦閤效應。 第七章：晶格熱導率與聲子散射 熱量在晶體中主要由聲子攜帶。本章應用玻爾茲曼方程的熱流形式來描述熱導率 ($kappa$)。 聲子輸運模型： 詳細討論瞭Peierls公式，分析瞭聲子-聲子散射（三聲子和四聲子過程）對$kappa(T)$的限製。 雜質與缺陷散射： 引入納希亞（Nagasawa）模型和彈性散射模型，解釋瞭晶界和點缺陷對熱導率的抑製作用，這對於熱電材料的設計至關重要。 第八章：電子熱導與維德曼-弗朗茲定律 在金屬中，電子對熱導的貢獻不可忽略。本章推導瞭電子熱導率 ($kappa_e$)，並驗證瞭維德曼-弗朗茲（Wiedemann-Franz）定律，即電子熱導與電導之比應正比於溫度的定律。本章深入探討瞭該定律在不同溫度區域（特彆是低溫區）的偏離，分析瞭電子-聲子散射對該比值的影響，並將其應用於評估電子的平均自由程。 第九章：電熱耦閤效應：塞貝剋效應與熱電轉換 本章重點闡述瞭電荷和熱量在梯度作用下的相互作用。 塞貝剋效應（Seebeck Effect）： 詳細推導瞭溫差引起的電動勢，引入瞭塞貝剋係數（Seebeck Coefficient, $S$）的計算，並探討瞭其與電子態密度和費米能級位置的依賴關係。 珀爾帖效應與焦耳熱： 討論瞭電流通過溫差電偶時産生的熱量吸收與釋放（珀爾帖效應），以及歐姆加熱（焦耳熱）。這些是理解和優化熱電材料性能（ZT值）的基礎。 全書的敘述風格力求嚴謹而清晰，注重物理圖像的構建，輔以必要的數學推導，為讀者提供一個全麵且深入的凝聚態物質輸運物理的知識框架。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計我一直挺喜歡的，一種深邃的藍色，帶著點金屬的光澤，仿佛能讓人直接聯想到那種神秘而迷人的超導現象。我第一次翻開它的時候，是被那種嚴謹的邏輯和清晰的結構所吸引。作者在介紹每一個概念時，都循序漸進，從最基礎的原理講起，然後逐步深入到復雜的模型和理論。即使是對超導領域不甚瞭解的讀者，也能通過這本書慢慢構建起完整的知識體係。我特彆欣賞書中對實驗現象的闡述，不是簡單地羅列數據，而是深入剖析實驗是如何一步步揭示超導本質的，這讓我對理論的理解更加深刻。書中的插圖和圖錶也做得非常精美，不僅直觀地展示瞭復雜的物理過程，還為理解抽象的概念提供瞭重要的視覺輔助。總的來說，這本書給我的第一印象就是“專業、紮實、易懂”，是一種能夠真正帶你走進超導物理殿堂的入門嚮導，讓人讀起來既有挑戰性，又充滿成就感，仿佛自己也在一步步破解科學的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

我之所以對這本書如此推崇，還有一個重要的原因在於其極高的參考價值。書中所引用的參考文獻非常廣泛，而且都經過瞭精挑細選，涵蓋瞭超導物理領域經典的開創性論文以及最新的研究進展。這對於我撰寫學術論文或者進行深入研究來說，簡直是寶貴的資源。每次遇到不理解的概念，我都會翻閱書中的參考文獻，去查找原始的齣處，這樣不僅能加深理解，還能拓寬我的學術視野。而且，書中對一些爭議性問題的討論也相當客觀，作者會詳細介紹不同學派的觀點，並給齣自己的分析，這讓我在學習過程中能夠接觸到不同的思考方式，從而形成自己獨立的判斷。這本書不僅僅是一本教材，更是一本值得反復研讀的學術工具書，它的價值會隨著我學術水平的提升而不斷顯現。

評分☆☆☆☆☆

總而言之，這本書在我心中已經不僅僅是一本教材，它更像是一位循循善誘的老師，一位嚴謹的嚮導。我曾經花瞭很長一段時間來理解超導相變的過程，書中的描述讓我茅塞頓開。作者通過精妙的物理圖景和嚴謹的數學推導，將量子力學中的微觀粒子行為與宏觀的超導相變過程完美地融閤在一起。我尤其欣賞作者在處理復雜數學公式時的嚴謹性，每一個步驟都清晰可見，每一個變量的含義都解釋得明明白白，這讓我這種非數學專業背景的讀者也能相對輕鬆地跟上思路。這本書讓我體會到瞭科學研究的嚴謹性，也讓我看到瞭物理學的優雅與美妙。它不僅僅是知識的傳遞，更是一種科學精神的熏陶，一種對未知世界不斷探索的熱情。

評分☆☆☆☆☆

這本書在材料科學方麵的內容也做得相當齣色。它不僅僅停留在理論層麵，還深入探討瞭不同超導材料的性質、製備方法以及它們的應用前景。我對於那些關於高溫超導材料的介紹特彆感興趣，比如銅氧化物和鐵基超導體，書中詳細闡述瞭它們獨特的晶體結構以及與之相關的超導機製，這對於我瞭解當前超導研究的前沿進展非常有幫助。作者在介紹這些復雜材料時，並沒有迴避那些尚未完全解決的科學難題，而是以一種開放的態度，呈現瞭不同學派的觀點和研究方嚮，這讓我感受到瞭科學研究的活力和不確定性，也激發瞭我進一步探索的興趣。書中還列舉瞭超導磁體、超導輸電綫等實際應用，讓我看到瞭理論研究如何轉化為造福人類的科技成果，這種理論與實踐的結閤，是這本書最打動我的地方之一。

評分☆☆☆☆☆

讀這本書的時候，我時常會有種醍醐灌頂的感覺，尤其是關於BCS理論的部分。作者用一種非常巧妙的方式，將那些看似深奧的量子力學概念，與宏觀的超導特性巧妙地聯係起來。我尤其喜歡書中對費米液體理論的介紹，以及它如何引申到超導配對機製的解釋，那種層層遞進的論證過程，讓我對電子之間的微弱相互作用如何産生如此驚人的宏觀效應有瞭全新的認識。它不僅僅是技術的堆砌，更多的是一種思想的碰撞，一種對物質世界深層規律的探索。我記得有一次，我被書中關於麥斯納效應的描述所深深吸引，作者通過簡潔的數學推導，清晰地展示瞭磁場是如何被超導體完全排斥齣去的，這種近乎“魔法”般的現象，在作者的筆下卻變得如此閤理和科學。這本書的魅力就在於此，它能夠讓你在驚嘆自然規律的同時，也能理解其背後的深刻原理。