1。1。超导体的研究历史与进展

先来介绍一下超导材料，这是可以在低温情况下出现超导这种特性的物质。在运输过程中基本不会产生电能的损失是超导材料最特殊的性能,即零电阻是超导体的一个基本特性。

自从荷兰的物理学家Kamerlingh Onnes在1911年发现在当汞的温度达到4。2K附近时，会产生超导电性。在以后的时间里，人们又慢慢发现了一些新的超导材料，并且几乎这些超导材料遍布整个元素周期表,有轻元素B、Li，还有渡重金属U等。

在1973年,人们发现 Nb3Sn、V3Ga等超导材料，这是一系列的A15型超导体以及三元系超导体。Nb3Ge超导体需要将温度降低到23。2K，才能达到临界转变温度值。这些超导材料应用方面有着有一个很大的限制，即都需要用液氦做致冷剂才能变为超导状态。

德国科学家J。GeorgBednorz和瑞士科学家Mill第一次在液氮温区实现了高温超导。他们在1986年发现一种新的金属氧化物超导体，称作La- BaCuO钡镧铜氧化物，它的临界温度为35K。而超导材料的研究又有了一突破性的成就，就是发现了铜酸盐高温超导体,这一成果还为混合金属氧化物超导体研究指明了方向。

在1987年初期,中国和美国科学家各自发现了温度已高于液氮温度的超导体材料,它的临界温度大于90K。这一发现标志着对于高温超导材料的研究取得了重大进展。之后，有人将Ca掺入了法国的Mitchell发现的第三类高温超导体BiSrCuO中,得到BiSrCaCuO超导体,这是历史上首次产有了临界转换温度高于100K的氧化物超导体。

美国的homme、盛正直等人在1988年又提高了超导临界温度。他们发现了温度高达125K 的Tl系列的高温超导体,这是当时的最高记录。而高温超导临界温度的又一个新的突破，是瑞士苏黎世的Schilling等人发现了临界温度大约是133K的超导体，即HgBaCaCuO超导体。之后这类超导体中又有了新的发现，朱经武等人在加压的环境下观察，找到临界温度大于150K的超导电性。

除此以外，还有一些非常奇特的超导体材料,例如重费密子超导体CeMIn5(M=Co,Rh,Ir)和PuCoGa5,其中PuCoGa5的临界温度是18K。人们还发现在受到高压之后，很多材料都会出现较强的超导性。但是有一些材料却不是的，即使在百万压力下，它们的临界温度依旧不会超过10K。例如Li和S的临界转换温度是17K,Ca的临界转换温度是15K。同样，在电子学领域有了一个能引起广泛关注的研究课题-对硼掺杂金刚石所具有超导性的研究。[1]

1。2超导体分界面中的 Andreev 反射文献综述

正常电子隧道结的出现是量子力学中的一个主要且重要的现象。在两种情况下会形成一个正常电子隧道结，一种是当一个超导体和一个正常金属进行理想接触时，另一种是超导体与正常金属之间被一个很薄的绝缘层隔开时。而在一个正常电子隧道结中，也可以认为是在正常金属（铁磁体）/超导体界面上，存在Andreev反射。[2]

由于超导体中有非对角散射势的存在，所以电子散射到超导体的表面时，会产生空穴反射以及空穴准粒子透射两种情况。人们之所以把空穴反射称之为Andreev反射，是因为空穴反射是电子超导表面反射时独特的现象，而最早指出这种现象的人是俄国物理学家Andreev[3]。详细来说，Andreev反射是当入射电子射到正常金属和超导体的分介面上时，在正常金属的一边产生一个电子空穴，其方向与入射电子自旋方向相反。并且与此同时，会在在超导体一边产生一对Cooper对。以上所指的正常金属，它们的相反自旋态密度相同，且都是在费米面附近。

图1即是电子在超导体表面的反射和透射，x小于0是正常金属（铁磁体），x=0处是绝缘层，x大于0是超导体。电子是从正常金属一方入射，而反射波既可以是电子，同样也可以是空穴。并且透射波也有两种准粒子形式，即电子型粒子和空穴型粒子。电子型反射或透射的电子以及空穴，它们的概率流矢量的方向就如同图1。1中箭头所表示的。而空穴的反射粒子或者是透射粒子，它们所对应的概率流矢量方向以及电流密度矢量的方向是相反的。