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第一篇 概论1

第一章 超导器件发展潜势1

第一节 引言1

第二节 发展潜势3

第三节 响应时间4

第四节 功耗7

第五节 优值系数9

第六节 损耗与色散12

第七节 最大采样频率14

第八节 超高灵敏度15

第九节 美中不足16

第十节 一分为二17

第十一节 寄予期望17

参考文献19

第二章 从半导体器件到超导体器件21

第一节 引言21

第二节 半导体晶体管的发明22

第三节 半导体器件的发展23

第四节 半导体器件的展望37

第五节 超导电性和超导器件发展史64

第六节 固体多功能器件展望67

参考文献72

第三章 超导器件与半导体器件的类比和对偶性73

第一节 引言73

第二节 导电性的类比73

第三节 准粒子能谱的类比77

第四节 隧道效应的类比83

第五节 器件性能的类比85

第六节 器件结构的类比87

第七节 器件工艺的类比87

第八节 对偶性定则89

第九节 物理量子的对偶91

第十节 电、磁探测器的对偶性95

第十一节 模拟器件的对偶98

第十二节 数字器件的对偶101

参考文献105

第二节 基本状态106

第四章 基本术语和参数106

第一节 引言106

第三节 磁通现象113

第四节 临界参量116

第五节 约瑟夫逊现象124

参考文献136

第五章 高温超导材料与器件展望137

第一节 引言137

第二节 高温超导体与微区超导效应137

第三节 高温超导体与晶体结构155

第四节 高温非生物有机超导体156

第五节 两个可能的常温超导体实验159

第六节 高温超导电性理论研究进展160

第七节 评述与展望182

参考文献184

第一节 引言187

第二节 超导体的完全导电性187

第二篇 物理基础187

第六章 宏观唯象理论187

第三节 超导体的完全抗磁性195

第四节 其它实验与现象198

第五节 超导热力学206

第六节 二流体模型概念220

第七节 超导电动力学——伦敦方程221

第八节 朗道-金兹堡唯象方程229

参考文献238

第二节 光的波粒二象性240

第七章 量子论基础概要240

第一节 引言240

第三节 实物粒子的波粒二象性242

第四节 德布罗意波245

第五节 测不准关系246

第六节 薛定格方程248

第七节 力学量的算符表示250

第八节 量子论中的表象254

参考文献258

第一节 引言259

第八章 宏观量子理论259

第二节 超导宏观量子效应260

第三节 超导宏观量子理论概念263

第四节 常导体量子理论概要264

第五节 超导BCS宏观量子理论的物理图象269

第六节 T≠OK时的超导宏观量子方程组273

第七节 T≠OK时的超导宏观量子方程组281

第八节 应用宏观量子理论来描述超导体的热学和电磁学性质285

参考文献300

第九章 固体中准粒子隧道效应301

第一节 引言301

第二节 隧道效应的基本量子理论301

第三节 半导体准粒子隧道效应317

第四节 超导准粒子隧道效应335

第五节 真空隧道效应353

参考文献354

第一节 引言356

第二节 弱耦合超导体356

第十章 超导电子对隧道效应356

第三节 超导电子对隧道效应方程的费曼推导法358

第四节 超导电子对直流隧道效应362

第五节 超导电子对交流隧道效应365

第六节 超导电子对隧道效应方程的再讨论370

第七节 约瑟夫逊-麦克斯韦方程380

第八节 电磁振荡效应384

第九节 自测效应385

第十节 超导电子对隧道效应方程的格林函数推导法392

第十一节 超导电子对隧道效应方程的BBS推导法394

第十二节 非平衡超导电子对隧道效应方程399

第十三节 从基本物理定律出发推导超导电子对隧道效应方程402

参考文献412

第三篇 器件原理414

第十一章 超导二极管414

第一节 引言414

第二节 超导二极管结构与工艺415

第三节 RSJ等效电路427

第四节 RCSJ等效电路448

第五节 超导结二极管RCS-LJ等效电路463

第六节 评述、特性和高频限制465

参考文献469

第十二章 超导量子干涉器471

第一节 引言471

第二节 SQUID结构472

第三节 单结SQUID原理479

第四节 双结SQUID原理490

第五节 多结SQUID描述方程498

第六节 SQUID阵列499

参考文献504

第十三章 超导结型晶体管505

第一节 引言505

第二节 基本结构505

第三节 超导电子对的产生与复合509

第四节 超导结型三极管的放大特性510

第五节 超导结型三极管的基本方程组514

第六节 势阱结与超导结型三极管理论528

参考文献540

第十四章 超导场效应晶体管542

第一节 引言542

第二节 基本结构542

第三节 半导体耦合材料的性质546

第四节 临界沟道长度548

第五节 超导器件电极材料的性质554

第六节 超导场效应晶体管的原理557

第七节 2DEG超导场效晶体管564

参考文献568

第十五章 超导磁通量子器件569

第一节 引言569

第二节 孤立子与超导传输线中的磁通量子569

第三节 超导传输线中单个磁通量子的运动575

第四节 磁通量子串和电磁波的相互作用581

第五节 超导磁通量子模拟器件586

第六节 超导磁通量子数字器件592

参考文献597