正版 高温超导前沿技术 应用篇 日本应用物理学会超导分会 半导体材料 半导体 材料科学 磁系统 9787111753

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高温超导前沿技术——应用篇

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 机械工业出版社

前言

第1部分制备

第1章 结晶生长（一般理论）/

1.1前言/

1.2高温超导体的特征与结晶生长/

1.2.1高温超导体的化学和构造特征/

1.2.2高温超导体不可缺少的晶体生长技术/

1.3高温超导体单晶的生长方法/

1.3.1分解熔融法难以获得优质单晶/

1.3.2助熔剂（Flux）法生长单晶/

1.3.3悬浮区熔法（FZ法）生长高温超导单晶/

1.3.4助熔剂旋转提拉法生长RE123单晶/

1.4高温超导单晶特性对材料开发的启发/

1.4.1RE123单晶品质控制与临界电流特性/

1.4.2Bi2212单晶品质控制与临界电流特性/

1.4.3La(Sr)214单晶的情况/

1.5晶体生长技术与高温超导体的开发/

1.5.1RE123熔融凝固块材/

1.5.2其他高温超导材料相关的晶体生长技术/

1.6铁基超导体的新一代超导体单晶生长技术/

1.7总结/

参考文献/

第2章 铁基超导体的薄膜制备/

2.1前言/

2.2铁基超导体的薄膜制备/

2.2.1分子束外延MBE法/

2.2.2脉冲激光沉积（PLD）法/

2.2.3衬底与生长模式/

2.3Ln-1111系超导薄膜/

2.3.1PLD法的初期尝试/

2.3.2MBE法的初期尝试/

2.3.3LnFeAs(O,F)薄膜制备概论/

2.3.4Ln-1111薄膜制备（1）：两步法/

2.3.5Ln-1111薄膜制备（2）：氟元素从衬底扩散/

2.3.6Ln-1111薄膜制备（3）：一步法/

2.3.7MOCVD法制备Ln-1111薄膜/

2.4Ae-122系超导薄膜/

2.4.1(Sr,K)Fe2As2、(Ba,K)Fe2As2薄膜/

2.4.2BaFe2(As,P)2薄膜/

2.4.3Ba(Fe1-xCox)2As2薄膜/

2.4.4122系薄膜的研究热点/

2.5FeCh系薄膜生长/

2.5.1PLD法生长FeSe、Fe(Se,Te)、FeTe薄膜的最初尝试/

2.5.2对衬底的依赖性/

2.5.3通过亚稳超导相提高Fe(Se，Te)薄膜的Tc/

2.5.4单原子层FeSe薄膜/

2.5.5FeSe超薄膜的场效应/

2.6总结/

参考文献/

第3章 MgB2薄膜的制备/

3.1前言/

高温超导前沿技术——应用篇3.2MgB2的材料科学/

3.2.1晶体结构与相图/

3.2.2薄膜制备相关的热力学反应速率理论考察/

3.3MgB2薄膜制备/

3.3.1两步法/

3.3.2低温原位成膜法/

3.3.3高温原位成膜/

3.3.4衬底与缓冲层/

3.4MgB2超导体/

3.5MgB2超导结的研究/

3.5.1超导结的初期研究/

3.5.2SIS结/

3.6总结/

参考文献/

第4章 Nb、NbN薄膜与器件制作/

4.1前言/

4.2Nb基超导体集成电路技术/

4.2.1前言/

4.2.2超导体集成电路的器件构造与制造工艺/

4.2.3成膜装置对Nb薄膜质量的影响/

4.2.4Nb/Al-AlOx/Nb结对薄膜质量的影响/

4.2.5接触孔中的薄膜质量与临界电流密度Jc/

4.3NbN超导薄膜·器件技术/

4.3.1前言/

4.3.2NbN薄膜的制备/

4.3.3约瑟夫森结的制备/

4.3.4超导纳米线单光子检测器/

4.4总结/

参考文献/

第5章 Bi-2223线材/

5.1前言/

5.2Bi基超导导线的制法/

5.3电磁特性与微细组织/

5.3.1临界电流特性/

5.3.2载流子的掺杂/

5.3.3微细组织与晶界/

5.3.4磁场中的临界电流特性/

5.4面向实用化的超导线材的机械性质与高强度化/

5.4.1氧化物弥散强化银合金的效果/

5.4.2加压烧结提高组织致密度/

5.4.3层叠增强材料提高材料强度/

5.4.4层叠增强材料的加强效果/

5.5不同包套材料的热性能变化/

5.6总结/

参考文献/

第6章 REBCO线材/

6.1前言/

6.2REBCO线材的构成与制法的进展/

6.2.1REBCO超导材料晶界的性质与双轴织构/

6.2.2超电导层各种制法及其特征/

6.2.3长尺度均匀性与生产效率的提高/

6.3超导特性的提高/

6.3.1REBCO薄膜的本征特性/

6.3.2人工钉扎中心的引入/

6.3.3引入人工钉扎中心的线材的高速合成/

6.4机械特性/

6.4.1轴向拉伸特性与不可逆强度特性/

6.4.2剥离方向(厚度方向)拉伸强度与绕线线圈/

6.5细丝化与堆叠导体技术/

6.5.1REBCO超导线材细丝化与堆叠化的要求/

6.5.2REBCO线材细丝化技术/

6.5.3REBCO线材堆叠导体技术/

6.6总结/

参考文献/

第7章 低温超导线材、Bi-2212线材、MgB2线材、铁基线材/

7.1前言/

7.2低温超导线材/

7.2.1Nb-Ti线材/

7.2.2Nb3Sn线材/

7.3Bi-2212线材/

7.4MgB2线材/

7.5铁基线材/

7.6总结/

参考文献/

第8章 氧化物约瑟夫森结/

8.1前言/

8.2高温超导结合的种类/

8.3研究开发的进展/

8.4结合制备技术中的课题及其控制方法/

8.4.1超导薄膜制备技术/

8.4.2微细加工技术/

8.4.3材料选择（基板、超导体、绝缘体）/

8.5利用低温液氮的实用结合技术/

8.5.1双结晶型结/

8.5.2台阶边缘型结/

8.5.3斜坡边缘型结/

8.6总结/

致谢/

参考文献/

第9章 本征约瑟夫森结/

9.1前言/

9.2本征约瑟夫森结的制备/

9.3本征约瑟夫森结的基本特性/

9.3.1电流-电压特性/

9.3.2本征约瑟夫森结最大结电流与准粒子隧穿电流/

9.3.3本征约瑟夫森结的效果/

9.3.4约瑟夫森结等离子体集体振荡/

9.3.5声子共振/

9.4涡流动力学/

9.5本征约瑟夫森结发出的太赫兹波/

9.6用于量子比特的本征约瑟夫森结/

9.7总结/

参考文献/

第2部分应用

第10章 输电电缆/

10.1前言/

10.2超导输电电缆的开发历史/

10.3超导输电电缆系统的构成/

10.4超导电缆芯/

10.4.1超导电缆芯的构造/

10.4.2超导电缆芯的设计/

10.5超导电缆的末端（电流引线）/

10.6电缆间的连接部分/

10.7冷却系统/

10.8超导电缆绝热管/

10.8.1绝热管中的热侵入与压力损失/

10.8.2绝热管的设计/

10.9超导电缆的实例：石狩市超导直流输电验证实验/

10.9.1石狩市项目概要/

10.9.2系统构成/

10.9.3初始冷却试验/

10.9.4循环冷却试验/

参考文献/

第11章 高温超导磁体/

11.1前言/

11.2实用化的超导线材/

11.3超导线材的特性/

11.3.1临界面与临界电流密度/

11.3.2应力、形变下的临界电流密度/

11.4超导磁体基础知识/

11.4.1磁体的设计与负荷率/

11.4.2磁体内的电磁力/

11.4.3稳定性与保护/

11.4.4交流损失/

11.4.5屏蔽电流/

11.5高温超导磁体的实际进展/

11.6总结/

参考文献/

第12章 微波无源器件/

12.1前言/

12.2高频信号传输线路/

12.2.1微波传输带/

12.2.2共面传输线/

12.2.3传输线损失：表面阻抗的定义与测定方法/

12.2.4表面阻抗的测定方法/

12.3超导微波器件的实例/

12.3.1超导带通滤波器的种类和形状/

12.3.2手机基站与超导带通滤波器/

12.3.3为射电望远镜除去城市噪声/

12.3.4用于气象雷达的超导带通滤波器/

12.3.5令人期待的超导带通滤波器的实用化/

12.4除滤波器以外有希望的超导微波器件/

12.4.1超导NMR检测探头/

12.4.2太赫兹波检测传感器MKID/

12.5总结/

参考文献/

第13章 磁传感器（SQUID超导量子干涉器）/

13.1前言/

13.2SQUID磁传感器/

13.2.1SQUID的原理/

13.2.2磁传感器的构造/

13.2.3梯度计/

13.2.4SQUID的驱动电路/

13.2.5磁场检测灵敏度/

13.3SQUID应用测量/

13.3.1医疗生化应用/

13.3.2地质海洋探测/

13.3.3材料性能评价/

13.3.4精密测量/

13.4总结/

参考文献/

第14章 太赫兹信号接收机/

14.1前言/

14.2电磁波检测技术/

14.2.1直接检测法/

14.2.2外差检测法/

14.3阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列天文干涉仪（ALMA）/

14.3.1ALMA概况/

14.3.2ALMA接收机系统/

14.3.3Band10（太赫兹波段）接收机/

14.4接收机性能提升及多功能化/

14.4.1宽频带（IF/RF）SIS接收机/

14.4.2多波段接收机及其他/

14.5总结/

参考文献/

第15章 光子探测器/

15.1前言/

15.2什么是光子探测器/

15.3超导带状光子探测器/

15.3.1结构/

15.3.2SSPD光子检测模型/

15.3.3SSPD的应用/

15.4超导转变边缘探测器/

15.4.1构造及原理/

15.4.2TES的光子探测模型/

15.4.3TES的应用/

15.5运用其他超导现象的单光子探测器/

15.6总结/

参考文献/

第16章 数字集成电路/

16.1前言/

16.2半导体集成电路与超导集成电路/

16.2.1半导体集成电路的研究课题/

16.2.2超导体集成电路的发展目标/

16.2.3超导体集成电路的应用领域/

16.3超导数字集成电路的基础/

16.3.1各种约瑟夫森结的模型化/

16.3.2磁通量子化与状态反转/

16.3.3高速单磁通量子电路/

16.3.4RSFQ集成电路的开发案例/

16.4电路的低耗能化/

16.5存储器的开发动向/

16.6总结/

参考文献/

第17章 量子计算机/

17.1前言/

17.2超导量子计算机入门/

17.2.1超导量子计算机概述/

17.2.2超导量子计算机的特征/

17.2.3超导体中的状态凝聚/

17.2.4约瑟夫森结/

17.2.5宏观量子相干性/

17.2.6超导量子比特的诞生/

17.2.7超导量子比特的设计/

17.2.8超导量子比特的制备/

17.2.9超导量子比特的测定/

17.3从超导量子比特到超导量子计算机/

17.3.1DiVincenzo准则/

17.3.2布洛赫球/

17.3.3量子比特的操作/

17.3.4量子比特的退相干/

17.3.5量子比特的门操作/

17.3.6电路量子电动力学/

17.4超导量子计算机的研究开发动向/

17.4.1量子退火计算机的商业化/

17.4.2Xmon量子比特的登场/

17.4.3理论量子比特的构建/

17.4.4超导量子计算机硬件/

17.4.5中规模量子计算机（NISQ）/

17.5尾声：课题与今后的展望/

参考文献/

作者一览

本书着眼于高温超导材料开发，尝试着阐述了包括铁基超导体在内的高温超导体的晶体生长研究和技术。全书共分17章，分别是结晶生长（一般理论）、铁基超导体的薄膜制备、MgB2薄膜的制备、Nb、NbN薄膜与器件制作、Bi-2223线材、REBCO线材、低温超导线材、Bi-2212线材、MgB2线材、铁基线材、氧化物约瑟夫森结、本征约瑟夫森结、输电电缆、高温超导磁体、微波无源器件、磁传感器（SQUID超导量子干涉器）、太赫兹信号接收机、光子探测器、数字集成电路、量子计算机。

本书适合从事物理相关工作的同行，特别是初学者，以及广大相关院校师生阅读参考。