PbTaSe2的合成及物性研究(2)

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1.2超导的发展

从Onnes发现超导现象开始，世界各国对于新型超导体的寻找从未停下脚步。在研究初期，科学家们就发现了超导体的基本特征：零电阻效应和Meissner效应。对这两个特征可以London方程来描述[3]。

而在实验研究方面也有许多科学家做出了巨大贡献。在1950年，雷诺和麦克斯韦两位科学家通过测量了Hg的同位素临界温度，发现了超导体的同位素效应。1953年到1960年间实验研究发现了超导电子激发谱中最低激发态与基态之间存在着能隙。1961年发现了磁通量子化，即超导体宏观量子相干效应而出现的磁通量子化。

同样在理论方面，科学家也做出了许多研究成果。1950年，Ginzburg和Landau在提出用序参量描述超导电性的唯象理论[3]。1953年，Pippard建立了非局域超导电动力学，提出了超导相干长度的概念，发展了London理论[4]。1957年，Bardeen、Cooper、Schrieffer等人根据同位素效应和超导能隙，建立了基于声电子相互作用-BCS理论。1962年，Josephson预言超导体的Josephson效应，即隧道效应[4]。

从超导机制上来看，可以将超导体分类为常规超导体和非常规超导体两种。常规超导体一般临界温度比较低如超导元素、超导合金等。非常规型超导体主要指的是非s型波超导体材料，这类材料通常具有较高的超导转变温度Tc和非常规的超导电性行为[5]。

1.3非对称中心材料

1.3.1非对称中心材料超导理论

超导体的时间反演对称性以及空间反演对称性制约着Cooper对的配对对称性。在已知的超导材料中，一般都具有中心对称性的晶体结构，在费米能级附近能够相互吸引形成Cooper对的电子能级Ek=E-k。

非中心对称超导体是近年发现的一类新型超导材料.在这类材料中论文网,非中心对称的晶体势场产生一个有效的反对称自旋-轨道耦合(ASOC)并导致自旋简并的能级发生分裂,从而在超导配对态中允许自旋单态和自旋三重态混合.这一性质有别于先前研究的大部分超导体,需要从概念上突破BCS理论框架.此外,理论研究还表明非中心对称超导可能还是一类潜在的拓扑超导材料.这些独特的物理性质已激发了广泛的研究兴趣,并且越来越受到关注.超导序参量的对称性是认识和理解超导形成机理的一个重要物理量。而拓扑绝缘体则是最近几年发现的一种全新的物质形态，由于拓扑绝缘具有新奇的性质，也引起了巨大的研究热潮。

1.3.2重费米子非中心对称超导材料

自第一个非中心对称超导体被报道以来，这类非中心对称超导体激起了科学家的兴趣，引起了研究非中心对称超导材料的一股热潮。随后，科学家又相继发现了多种非中心对称超导材料，比如重费米子超导体以及过渡金属合金超导体等，这类材料有趣的地方在于超导及磁有序同时出现在量子相变点附近，这些发现对实验上研究中心对称性破缺对超导序参量的影响非常有帮助。

1.3.3弱关联非中心对称超导材料

对于重费米子非中心对称超导体，出现超导态与强电子关联效应和自旋涨落密切相关，非常规超导电性行为由于强关联效应、自旋涨落引起，使人们很难分辨出中心反演对称性破缺对超导电性的作用。自报道强关联电子体系CePt3Si和CeMSi3以来，近几年科学家们迫切寻找电子关联效应比较弱且没有磁性的非中心对称超导材料，这类材料的优势是在于关联较弱，比较容易进行详细的电子结构计算，从而能够得出反对称的ASOC对能带劈裂的影响，进而分析非中心对称晶体结构超导序参量的配对对称性受ASOC的影响。到目前为止已经报道的这类弱关联非中心对称材料主要是一些过渡金属化合物，包括三元金属氧化合物、二元金属氧化物等。这类弱关联非中心对称材料展现出了非常丰富的超导电性，激发了科学家们极大的兴趣和研究热情。而研究焦点集中于对超导序参量的配对对称性以及Cooper对的微观形成机制的分析，因此人们在实验上努力寻找新的非中心对称材料、应用各种先进的实验技术手段测量对准粒子低能激发十分敏感的物理量，在理论上同时运用第一性原理LDA计算电子结构、运用唯象或微观模型分析Cooper对的微观配对机制。