书评:《一维超导纳米线》

《一维超导纳米线》
One-Dimensional Superconductivity in Nanowires

Fabio Altomare 等著
2013年,336页,ISBN: 9783527409952
书评者: 鞠思婷,博士生 (国家纳米科学中心)
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超导是指某些物质在一定温度条件下(一般为较低温度)电阻降为零的性质,人们把处于超导状态的导体称为”超导体”。 与宏观尺寸的超导体相比,如果一根超导线的直径小于其超导电子的相干长度以及磁场在导线中的穿透深度时,这根超导线被称为一维或准一维超导线。一维超导纳米线的超导行为与宏观尺寸的超导体相比有许多特点:超导相变温度展宽,其电阻在远低于超导转变的温区内仍不为零。这种由样品的尺寸效应而引起的耗散电阻,被认为是来自于超导电子波函数相位的热涨落和量子涨落。超导纳米线的超导行为也与它的环境紧密相关。

不管是从多体物理,量子相变,宏观量子隧道的理论角度来讲,还是从器件应用的角度来说,一维超导纳米线所涉及领域的技术方法都相当复杂,还有待更深入的研究和开发。本书分为理论和实验两个部分,结合最前沿的研究成果,介绍了一维超导纳米线的理论基础和实验方法。

全书分为10章:1.超导:基本定义与公式,介绍了超导简史,以及传统的超导理论方法,这些基础的理论方法在一维超导纳米线的分析中也广泛使用;2.一维超导:基本概念,介绍了一维超导的基本概念与现象,如尺寸量子化引起形状共振和量子相移,并借以解释一维超导体的超导转变点展宽现象,和分子体系中的相关能量标度状态;3.量子相移与量子相变,总结了基于费曼的路径积分表述的量子理论,并描述了各种量子相变和竞争物理体系;4.二象性,探索了库伯对和相移之间的二象性概念,并介绍了新型的量子相移交叉点;5.邻近效应,介绍了基于Usadel方程的非线性和非平衡效应;6.纳米线的制备方法,较全面地介绍了纳米线的合成方法;7.超导纳米线的实验研究综述,介绍了一些实验技巧,如过滤掉外部环境噪声的方法;8.连续量子相移,讨论了目前实验研究的进展与现状,该领域悬而未决的问题,以及未来的发展前景;9.一维超导相关体系,介绍了碳纳米管和半导体纳米线在超导纳米线单光子探测器方面的研究结果;10.总结与展望。

本书着重于介绍一维超导体的量子输运和相关理论,同时也特别强调实验研究结果,这些结果与不断涌现的各种新颖的制造技术密切相关。本书可以作为超导学方向的研究生教材,也可作超导学、物理学、量子学方向研究人员和技术人员的指导书。

来源:中国科学院(CAS)《国外科技新书评介》