中外物理学精品书系：超导体中的磁通钉扎 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] 松下照男（Teruo Matsushita） 著，索红莉，张子立 等 译

图书标签:

• 超导体
• 磁通钉扎
• 物理学
• 材料科学
• 凝聚态物理
• 超导材料
• 物理学精品
• 学术著作
• 科学前沿
• 中外物理学

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301251508

版次：1

商品编码：11621104

包装：平装

丛书名： 中外物理学精品书系

开本：16开

出版时间：2015-01-01

用纸：胶版纸

页数：440

编辑推荐

　　超导体中的各种电磁现象和超导机制已为人们广泛、深入而系统地研究，已有大量著作和教材对其进行详细的论述和全面的介绍。超导体中对超导研究具有重要意义的磁通钉扎机制也得到了人们相当大程度的关注和研究，但是，目前为止，国内外已有出版物对其相关内容的介绍显得比较零散和缺乏足够的总体性和系统性，大都是用少量或部分的篇幅提及，泛泛地介绍超导体中与磁通钉扎有关的各种现象和机制，而《中外物理学精品书系：超导体中的磁通钉扎》则是第一部比较系统和全面地集中阐述超导体中的同磁通钉扎相关的各种电磁现象和其内在机制的著作，因此本书堪称超导物理中磁通钉扎研究的首部读物。

内容简介

　　《中外物理学精品书系：超导体中的磁通钉扎》主要介绍了超导体中的磁通钉扎机制、特性和由磁通钉扎所引起的各种电磁现象详细的论述了同临界电流密度相关的所有理论，也讨论了由于磁通钉扎所引起的磁滞和交流损耗。书中讨论了高温超导体中磁通钉扎对涡流相位图像的影响，描述了另外一些参数对不可逆场的影响，例如超导体的各向异性、晶粒大小、电场强度等。本书也解释了接近理想状态的超导材料中交流损耗的减少主要来自于二维钉扎中起主导作用的可逆磁通运动。本书还涉及到以下方面：超导体中电流和磁场平行时同约瑟夫森效应相悖的现象；同临界态模型相悖的钉扎势中的可逆磁通运动现象；建立在临界态模型上的磁通钉扎中的小的能量损耗现象等等。本书可供广大涉及超导研究的科研人员参考，也可作为高等院校相关学科的选用教材。本书为中外物理学精品书系。

作者简介

　　松下辉夫，九州工业大学教授。译者:索红莉,北京工业大学教授。

目录

1绪论1.1 超导现象1.2 超导体的种类1.3 London 理论1.4 Ginzburg-Landau（G-L） 理论1.5 磁特性1.5.1磁通量子1.5.2下临界场附近1.5.3上临界场附近1.6表面超导电性1.7Josephson效应1.8临界电流密度1.9磁通钉扎效应参考文献
2超导体中基本电磁现象2.1电磁方程2.2磁通移动2.3磁滞损耗2.4临界态模型和它的应用范围2.5不可逆现象2.6抗磁效应2.7交流损耗参考文献
3各种电磁现象3.1几何效应3.1.1超导线材中的交流损耗3.1.2超导椭圆体的横截面和薄带材中交流电损耗3.1.3横向磁场3.1.4旋转磁场3.2磁通动力现象3.3交流磁场的叠加3.3.1整流效应3.3.2可逆磁化3.3.3反常横向磁场效应3.4磁通跳跃3.5表面不可逆性3.6直流磁化率3.7可逆的磁通移动3.8磁通蠕动参考文献
4纵向磁场效应4.1纵向磁场效应概述4.2磁通切割模型4.3无力平衡态4.4磁通线移动4.5临界电流密度4.6普遍的临界态模型4.7可逆态参考文献
5临界电流密度的测试方法5.1四引线法5.2 直流磁化法5.3 Campbell法5.4其它的交流诱导法5.4.1三次谐波分析5.4.2交流磁化率的测定参考文献
6磁通钉扎机制6.1元钉扎和求和问题6.2元钉扎力6.3凝聚能相互作用6.3.1非超导杂质的影响6.3.2晶界6.4弹性相互作用6.5磁相互作用6.6动能相互作用6.7钉扎特性的增强参考文献
7磁通钉扎特性7.1磁通钉扎特性7.2磁通线格子的弹性模量7.3求和问题7.3.1统计学理论7.3.2动力学理论7.3.3 Larkin-Ovchinnikov理论7.3.4相干势能近似理论7.4同试验结果的对比7.4.1定性比较7.4.2定量比较7.4.3求和理论中存在的问题7.5饱和现象7.5.1饱和与不饱和问题7.5.2 Kramer模型7.5.3 Evetts等人的模型7.5.4模型和实验结果的比较7.5.5雪崩式移动模型7.6峰值效应和相关现象7.7钉扎势能参考文献
8高温超导体8.1超导体的各向异性8.2磁通线的相图8.2.1熔融转变8.2.2涡旋玻璃－液体转变8.2.3有序－无序转变8.2.4各种超导体中磁通线的相图8.2.5尺寸效应8.2.6其它理论假设8.3晶粒边界的弱连接8.4电磁特性8.4.1各向异性8.4.2与维数相关的尺寸效应8.4.3磁通蠕动8.4.4 E-J曲线8.4.5 Josephson等离子体8.5不可逆场8.5.1不可逆场的分析方法8.5.2钉扎势阱的有效分布8.5.3磁通蠕动－漂移模型的比较8.5.4 G-L转变关系8.6磁通钉扎特性8.6.1 Y-1238.6.2 Bi-22238.6.3Bi-2212参考文献
9 MgB29.1超导特性9.2磁通钉扎特性9.2.1线材与块材9.2.2薄膜9.3未来提高的可能性参考文献
A 附录A.1平衡态理论A.2微小超导体的磁化特性A.3能量损耗的最小化A.4钉扎能的分割A.5磁通线格子的弹性非局域理论的解释A.6雪崩式磁通漂移模型A.7 Josephson穿透模型A.8横向磁通束尺寸参考文献习题答案索引

前言/序言

好的，以下是根据您的要求撰写的一份图书简介，内容完全不涉及《中外物理学精品书系：超导体中的磁通钉扎》这本书本身，而是围绕其他物理学领域展开的详细介绍。 --- 凝聚态物理的宏伟图景：从晶格振动到量子信息前沿 一部深入探讨现代凝聚态物理核心概念、前沿进展与实验技术的权威著作 本书旨在为物理学研究者、高年级本科生及研究生提供一个全面而深入的视角，探索凝聚态物理学这一蓬勃发展领域的广阔天地。它不仅仅是对现有知识的梳理，更是一次对物质界深层规律的探索之旅，涵盖了从经典概念到最尖端量子现象的完整脉络。全书结构严谨，逻辑清晰，力求在理论深度和实验可操作性之间取得完美的平衡。 第一部分：晶体结构的基石与动力学（The Foundations of Crystal Structure and Dynamics） 本部分聚焦于固体物理学的基本构建模块，为后续复杂现象的理解奠定坚实的基础。 第一章：晶体结构的对称性与电子态（Symmetry and Electronic States in Crystals） 我们从晶体的几何结构入手，详细阐述布拉维点阵、空间群理论及其在X射线衍射中的应用。重点讨论如何利用群论工具分析晶体对称性对电子能带结构的影响。内容深入到布洛赫定理的严格推导及其在半导体物理中的应用，包括能带的形成、有效质量的概念，以及晶格周期性势场下电子的运动行为。此外，还涵盖了缺陷工程在改变材料本征电学性质中的关键作用，如点缺陷、位错和晶界对载流子输运的影响。 第二章：晶格振动与声子谱（Lattice Vibrations and Phonon Spectra） 晶格的集体激发——声子，是理解热学、电学和声学耦合现象的桥梁。本章从牛顿运动方程出发，推导一维和三维晶格的色散关系，并详细分析声子分支（声学支与光学支）。着重讨论德拜模型（Debye Model）和布洛赫-格林塞内模型（Bloch-Grüneisen Model）在预测比热容和热导率方面的优劣。更进一步，本书探讨了声子散射机制，特别是声子-电子散射、声子-声子散射（三声子和四声子过程），以及它们如何决定材料的热输运性能，例如在热电材料中的应用。 第二部分：电子关联与新兴量子态（Electronic Correlations and Emerging Quantum States） 随着对材料内部电子间复杂相互作用认识的加深，凝聚态物理正在进入强关联电子系统的时代。 第三章：多体微扰理论与平均场近似（Many-Body Perturbation Theory and Mean-Field Approximations） 本章是对量子多体理论的系统性介绍。首先回顾了二次量子化技术，随后深入讲解范·弗莱克-科恩-萨帕特（VFC-S）近似、哈特里-福克（Hartree-Fock）方法，并重点分析其局限性。随后，我们将引入更强大的工具——格林函数方法（Green's Function formalism），阐述其在描述激发态、相干性和寿命方面的优势。特别地，将详细介绍朗道费米液体理论（Landau Fermi Liquid Theory）的完备框架及其对普通金属的成功描述。 第四章：相变、有序态与拓扑（Phase Transitions, Ordered States, and Topology） 本部分聚焦于物质如何通过相变形成新的有序态。详细分析了平均场理论（如伊辛模型、布拉维-皮埃尔模型）在描述临界现象和重整化群（Renormalization Group, RG）方法的应用。读者将学习如何利用RG方法处理长波长、低能激发下的临界行为，以及其在确定普适性类（Universality Classes）中的核心地位。随后，本书将引出一个革命性的概念：拓扑材料。深入探讨布洛赫电子的拓扑不变量（如陈数、扎根数），分析拓扑绝缘体和拓扑半金属的边缘态和无能隙表面态的鲁棒性，及其在低能耗电子器件中的潜在应用。 第三部分：磁性、超导与量子现象的交织（Magnetism, Superconductivity, and the Interplay of Quantum Phenomena） 本部分将凝聚态物理的各个核心领域汇集起来，展示它们之间复杂的相互作用与统一性。 第五章：磁性物理的微观起源与宏观表现（Microscopic Origins and Macroscopic Manifestations of Magnetism） 本书从海森堡交换相互作用和德鲁德模型出发，探讨铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性等经典磁有序现象的微观机制。重点分析居里-外斯定律、朗之万函数以及磁畴壁动力学。随后，我们将过渡到更前沿的磁性领域，如斯皮金属（Spin Ice）、磁斯卡米子（Skyrmions）的拓扑特性及其驱动机制，以及自旋电子学中自旋轨道耦合（SOC）对磁性结构的影响。 第六章：超导电性：BCS理论与非传统机理（Superconductivity: BCS Theory and Unconventional Mechanisms） 超导电性作为宏观量子现象的典范，需要最精密的理论工具来描述。本章详尽阐述了BCS理论的建立过程，包括库珀对的形成、能隙的意义以及超导体的基本性质（迈斯纳效应、伦敦方程）。随后，本书批判性地探讨了高温超导（如铜氧化物）和铁基超导体中电子配对机制的复杂性，特别是$d$-波对称性和配对函数结构。我们还会介绍非传统超导体的实验探针，如穆斯堡尔谱、μ子自旋旋转（$mu$SR）以及扫描隧道显微镜（STM）如何揭示配对态的细节。 第七章：低维系统与量子限域效应（Low-Dimensional Systems and Quantum Confinement Effects） 在纳米尺度下，量子效应占据主导地位。本章探讨了量子阱（Quantum Wells）、量子线（Quantum Wires）和量子点（Quantum Dots）的能级量子化现象。重点分析了激子（Exciton）在低维结构中的增强束缚能及其光学性质。此外，本书还将扩展到二维材料，如石墨烯和过渡金属硫族化合物（TMDs），讨论它们的狄拉克锥结构、拉什巴效应以及层间耦合对电荷输运的深刻影响。 第八章：前沿交叉与未来展望（Frontier Intersections and Future Directions） 最后一部分展望了凝聚态物理与其他物理学分支的交叉领域。包括： 量子计算中的物理基础： 探讨如何利用固态系统（如量子点、氮空位中心）实现量子比特，以及量子退火和量子纠错的物理限制。 强光与物质的相互作用： 介绍超快光谱技术（如太赫兹、飞秒激光）如何用于实时探测晶格振动、电子弛豫和相变动力学。 复杂系统中的无序与涨落： 讨论无序对能带结构的影响，如安德森局域化（Anderson Localization），以及如何利用蒙特卡洛方法模拟复杂多体系统的涨落行为。 本书以严谨的数学推导和丰富的物理图像贯穿始终，力求培养读者独立分析和解决复杂物理问题的能力。所涵盖的内容旨在提供一个坚实的知识框架，使读者能够自信地步入凝聚态物理研究的最前沿阵地。

评分☆☆☆☆☆

我通常会选择那些能够提供深度洞察和专业知识的书籍，尤其是在我感兴趣的科学领域。这本书的书名《中外物理学精品书系：超导体中的磁通钉扎》，立刻就引起了我的注意。我一直对超导现象及其应用有着浓厚的兴趣，而“磁通钉扎”这个词，听起来就涉及到一种更为精密的物理过程。我非常期待这本书能够深入浅出地讲解超导体内部磁通量的行为，特别是磁通线是如何被材料中的缺陷所“捕捉”和“固定”的。我希望这本书不仅能提供理论上的解释，还能结合一些实验数据和模型，让我对这一现象有更直观的认识。同时，我也对“中外”这个词所暗示的广泛性和国际视野感到好奇，期待书中能包含来自不同国家和地区的研究成果，展示全球在这一领域的最新进展。这本书的出版，无疑为我提供了一个深入学习超导物理学这一复杂而迷人领域的绝佳机会。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是太精美了，封面采用了深邃的蓝色，配上银色的书名烫金，光线扫过时，仿佛能看到星河在其中流淌。拿在手里沉甸甸的，触感也相当不错，纸张的厚实感和光滑度都预示着它是一本值得细细品读的佳作。虽然我还没有完全深入到书中的内容，但光是目录就让我充满了期待。那些细致入微的章节标题，像是通往未知科学殿堂的钥匙，每一扇门后都隐藏着令人着迷的物理世界。特别是“磁通钉扎”这个词，听起来就充满了力量感和神秘感，让我迫不及待地想知道它是如何在超导体中发挥作用的。我相信，这本书一定能为我打开一扇新的认知大门，让我对这个领域有更深刻的理解。包装也很到位，没有任何磕碰，书页也完好无损，这点我很满意。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，一本好的科普书籍，不仅要有扎实的科学内容，还要有能够引发读者思考和探索的潜力。这本书的书名《中外物理学精品书系：超导体中的磁通钉扎》，首先在定位上就显得相当专业且有分量。我个人虽然不是直接从事这方面研究的专业人士，但对物理学，特别是与现代科技发展紧密相关的领域，一直保持着浓厚的兴趣。超导体技术的发展，在我看来，是未来能源、交通乃至信息技术革新的关键之一。而“磁通钉扎”这个关键词，更是将话题聚焦到了一个更加精细且具挑战性的层面。我期待这本书能够让我理解，在超导状态下，磁通量是如何被“固定”在材料中的，以及这一现象背后的物理机制是什么。同时，我也希望这本书能够为我揭示，这种“钉扎”效应在实际应用中能带来哪些突破性的进展，比如在无损输电、超导磁悬浮列车或者强磁场设备等方面。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对物理学抱有极大热情的爱好者，我一直都在寻找能够拓展我视野、加深我理解的书籍。当我在书店里看到这本《中外物理学精品书系：超导体中的磁通钉扎》时，我的目光立刻就被吸引住了。首先，这个书系的名字就显得非常有权威性和学术价值，给人一种“精品”的感觉。其次，虽然我对超导体有一定的了解，但“磁通钉扎”这个概念对我来说还是相对陌生的，它激起了我极大的好奇心。我设想，这本书会详细地阐述磁通量如何在超导体内部被固定，以及是什么样的微观结构或缺陷导致了这种现象的发生。我非常期待能够通过这本书，学习到关于超导材料的最新研究进展，理解磁通钉扎的机理，并进一步探究它在实际应用中所扮演的角色。我甚至开始想象，读完这本书后，我能够更深入地理解那些关于超导电磁的复杂公式和理论，并且能够用更专业的视角去审视相关的科学新闻和技术动态。

评分☆☆☆☆☆

最近迷上了一些关于材料科学和前沿物理学的书籍，尤其是那些能够触及到一些非常具体和专业领域的研究。这本书的出现，简直像是在我学习的道路上投下了一颗璀璨的明珠。我特别欣赏这种“精品书系”的定位，意味着它不是泛泛而谈，而是有深度、有针对性地去探讨某个细分课题。虽然我对“超导体”这个概念并不陌生，但“磁通钉扎”这个概念对我来说是全新的，它激发了我强烈的求知欲。我脑海中已经开始勾勒出那些微观粒子在磁场中运动的复杂图景，想象着它们是如何被“钉住”的。这本书的书名本身就带着一种严谨而迷人的气质，让我想起那些在实验室里默默耕耘的科学家们。我相信，这本书的作者一定是一位在该领域有着深厚造诣的专家，能够将如此复杂的概念以一种清晰易懂的方式呈现出来。

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