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固体物理学

更新日期:2007-06-11  作者:  来源:光学精密机械网(ChinaOptic.Com.Cn)收集整理

    1957年巴丁、库珀和施里弗成功地提出超导微观理论,即有名的BCS理论。50年代苏联学者京茨堡、朗道、阿布里考索夫、戈科夫建立并论证了超导态宏观波函数应满足的方程组,并由此导出第二类超导体的基本特性。继江崎玲於奈在1957年发现半导体中的隧道效应之后,加埃沃于1960年发现超导体的单电子隧道效应,由此效应可求得超导体的重要的信息。不久,约瑟夫森在1962年预言了库珀对也有隧道效应,几个月之后果然实验证实了。从此开拓了超导宏观量子干涉现象及其应用的新领域。

    固体磁性是一个有很久历史的研究领域。抗磁性是物质的通性,来源于在磁场中电子的轨道运动的变化。从20世纪初至30年代,经过许多学者努力建立了抗磁性的基本理论。范扶累克在1932年证明在某些抗磁分子中会出现顺磁性;朗道在1930年证明导体中传导电子的非局域的轨道运动也产生抗磁性,这是量子的效应;居里在1895年测定了顺磁体磁化率的温度关系,朗之万在1905年给出顺磁性的经典统计理论,得出居里定律。顺磁性的量子理论连同大量的实验研究,导致顺磁盐绝热去磁致冷技术出现,电子顺磁共振技术和微波激射放大器的发明,以及固体波谱学的建立。 字串5

    在固体物理学中相变占有重要地位。它涉及熔化、凝聚、凝固、晶体生长、蒸发、相干衡、相变动力学、临界现象等,19世纪吉布斯研究了相平衡的热力学。后来厄任费斯脱在1933年对各种相变作了分类。60年代以后,人们对发生相变点的临界现象做了大量研究,总结出标度律和普适性。卡达诺夫在1966年指出在临界点粒子之间的关联效应起重要作用。威耳逊在1971年采用量子场论中重正化群方法,论证了临界现象的标度律和普适性,并计算了临界指数,取得成功。 字串2

    晶体或多或少都存在各种杂质和缺陷,它们对固体的物性,以及功能材料的技术性能都起重要的作用。半导体的电学、发光学等性质依赖于其中的杂质和缺陷;大规模集成电路工艺中控制和利用杂质及缺陷是极为重要的。贝特在1929年用群论方法分析晶体中杂质离子的电子能级的分裂,开辟了晶体场的新领域。数十年来在这领域积累了大量的研究成果,为顺磁共振技术、微波激射放大器、固体激光器的出现准备了基础

    硬铁磁体、硬超导体、高强度金属等材料的功能虽然很不同,但其技术性能之所以强或硬,却都依赖于材料中一种缺陷的运动。在硬铁磁体中这缺陷是磁畴壁,在超导体中它是量子磁通线,在高强度金属中它是位错线,采取适当工艺使这些缺陷在材料的微结构上被钉住不动,有益于提高其技术性能。

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