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《高温超导物理》课程总结

已有 2439 次阅读 2022-1-15 10:02 |系统分类:教学心得

本学期的《高温超导物理》课程视频已经全部上传到B站用户名为htsc-ruc的主页上( htsc-ruc的个人空间_哔哩哔哩_Bilibili),一共15讲。

与原课程大纲相比,本学期只完成其中前四章的内容。这些内容分别是

第零讲:课程简介

第一讲:量子刚性与超导电性的宏观描述

第二讲:BCS理论

第三讲:反铁磁涨落媒介的d-波超导

第四讲:为何弱耦合图像对于铜氧化物高温超导体是失效的?

第五讲:费米液体理论及其微观基础

第六讲:线性响应理论,格林函数及其谱函数

第七讲:几种主要的电子能谱及其测量方法

第八讲:铜氧化物高温超导体的晶体结构,电子结构和相图结构

第九讲:铜氧化物高温超导体的输运性质和热力学性质 1115-1.pptx

第十讲:铜氧化物高温超导体的单粒子能谱 ARPES-1122.pptx

第十一讲:铜氧化物高温超导体的自旋动力学行为 1129.pptx

第十二讲:铜氧化物高温超导体的光学响应 1206.pptx

第十三讲:铜氧化物高温超导体的密度激发 1213-density.pptx

第十四讲:铜氧化物高温超导体相图总结 1220-summary.pptx

第十五讲:铜氧化物的模型和RVB理论简介


这十五讲中,前七讲和第十五讲都是板书,这部分内容也可以当作一般凝聚态物理或超导物理课程的参考资料。其它七讲用PPT演示,摄像效果一般,这七讲的PPT可以在上面提供的网址下载。第九讲由于一开始还不太适应教学模式的转变,后期对视频做了较多的剪辑,视频与PPT的关联度相对差一些。

第九讲之后各讲的主要参考文献如下

第九讲:

•Scattering and Pairing in CuprateSuperconductors, L. Taillefer, Ann. Rev. Cond. Matt. Phys. 1, 50 (2010). 

•The Remarkable Underlying Ground States of Cuprate Superconductors, C. Proust and L. Taillefer, Ann. Rev. Cond. Matt. Phys. 10, 409 (2019). 

•A Tale of Two Metals, N. E. Hussey, J. Buhot, S. Licciardello, Rev. Prog. Phys. 81, 052501 (2018).

•The Strange Metal State of the Electron-Doped Cuprates, R. L. Greene, et al., Ann. Rev. Cond. Matt. Phys. 11, 213 (2020). 


第十讲:

•Angle-resolved photoemission studies of the cuprate superconductors, Damascelli et al., RMP,75,473(2003).

•Energy gaps in high-transition-temperature cupratesuperconductors, Hashimoto et al., Nat.Phys. 10,438(2014).

•Angle-resolved photoemission studies of quantum materials, Sobota et al., RMP,93,025006(2021).(page 17-28)


第十一讲:

•Magnetic neutron scattering in hole doped cupratesuperconductors, Birgeneau et al.,JPSJ,75,111003(2006)

•Progress in Neutron Scattering Studies of Spin Excitations in High-Tc Cuprates, Fujita et al., JPSJ, 81,011007(2012).

•Anisotropic damping and wave vector dependent susceptibility of the spin fluctuations in La2−xSrxCuO4 studied by resonant inelastic x-ray scattering, Robarts et al., PRB,100,214510(2019).


第十二讲:

•Electrodynamics of high-Tc superconductors,Basov and Timusk, RMP,77,721(2005).

• Superconductivity Induced Transfer of In-Plane Spectral Weight in Bi2Sr2CaCu2O8+δ, Molegraaf et al., Science, 295,2239(2002).

• Disentangling the Electronic and Phononic Glue in a High-Tc Superconductor, Conte et al., Science, 335,1600(2012).

•The spectral weight of hole doped cuprates across the pseudogap critical point, Michon et al., arXiv:2110.06563.


第十三讲:


•Inelastic light scattering from correlated electrons, T. P. Devereaux and R. Hackl, RMP,79,175 (2007).

• Resonant inelastic x-ray scattering studies of elementary excitations Ament et al., RMP, 83, 705 (2011).

•Anomalous density fluctuations in a strange metal, Mitrano et al., PNAS 115,5392 (2018).


第十四讲:


• Charge ordering in superconducting copper oxides,Frano et al., JPCM 32,374005(2020).

• Resonant x-ray scattering studies of charge order in cuprates, Comin and Damascelli, Ann.Rev.Cond.Matt.Phys., 7,368,(2016), arXiv:1509.03313.

• The Physics of Pair Density Waves: CuprateSuperconductors and Beyond, Agterberg et al., Ann.Rev.Cond.Matt.Phys., 11,231,(2020), arXiv:1904.09687.

•Topological Doping and Superconductivity in Cuprates: An Experimental Perspective, Tranquada, arXiv:2112.04557.

•Generic character of charge and spin density waves in superconducting cuprates, Lee et al., arXiv:2110.1399


第十五讲:

•The Physics Behind High-Temperature Superconducting Cuprates: The “Plain Vanilla” Version Of RVB, P. W. Anderson et al., JPCM, 16, R755(2004).

•Doping a Mott insulator: Physics of high-temperature superconductivity, PA Lee, N Nagaosa and XG Wen, RMP,77,17(2006).


由于选课的同学对于课程内容没有积累甚至预期,本学期课内并不能进行有效的讨论。相信有了这个课程视频的底子,下一年选课的同学应该可以更好地参与课堂讨论。另外,本学期的内容相当于通过对铜氧化物高温超导体物性的梳理,总结出一些有重要研究价值的物理话题,教学大纲后半部分的内容(也就是针对具体物理话题的讨论)需要第二个学期的课时才能展开。这部分内容的讨论更具开放性和挑战,也不太可能象本学期的内容那样面面俱到。




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