超导电子技术及其应用

本书系统介绍了超导电子技术基本原理和理论基础，深入阐述了超导电子技术应用的各个方面，并对常见超导器件及其与半导体器件的混合应用进行了介绍。全书共分十章，包括超导的基本特征、超导现象的宏观及微观解释、约瑟夫森效应、超导约瑟夫森结阵列振荡器、超导RSFQ数字电路的基本原理、超导RSFQ约瑟夫森结传输线、超导RSFQ逻辑电路体系、超导RSFQ CPU原理、超导微波器件、超导器件与半导体器件的混合应用。
本书可供从事超导电子技术领域研究的科研人员和研究生参考。

第一章　超导的基本特征
§1.1　超导的历史和现状
　　§1.1.1　超导的历史
自从1911年荷兰物理学家昂尼斯（Onnes）首先发现汞的超导电性以来，神奇的超导世界始终吸引着人们去探索它的奥秘。超导现象发现之后，许多科学家都试图发展一种理论来解释这一现象。这种努力大约持续了半个世纪。1956年，库柏（Copper）直接从动力学出发，考虑了存在相互吸引作用时，费米面上一对自旋相反的电子对（库柏电子对）问题。库柏预测，在金属费米海上的库柏电子对的集合，将会显示出超导态的平衡性质。这正是人们期待已久的超导态微观物理图像。1957年11月，巴丁（Bardeen）、库柏和施里弗（Schriffer）在《物理评论》（PhyscialReview）上完整地发表了他们的超导理论，即BCS（Bardeen-Cooper-Schrieffer）理论。值得一提的是，BCS理论的基础是量子力学理论。1957年，日本学者江崎（Esaki）利用半导体重掺杂技术，成功地研制出半导体隧道二极管，又称江崎二极管，他首先在实验中观察到了固体中的电子隧道效应。1960年，自学成才的挪威人贾埃弗（Giaever）利用超导薄膜技术，制成了超导体一绝缘体一金属（S-1-N）和超导体一绝缘体一超导体（S-1-s）的准粒子隧道器件，又称单粒子隧道器件。利用这一隧道技术，贾埃弗成功地测定了超导体的能谱结构；从而验证了超导能隙的存在，为BCS理论的正确性提供了有力的实验证据。江崎和贾埃弗的工作也为约瑟夫森（Josephson）效应的发现铺平了道路。
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