overcite のパッケージを使うと表題のことができます。
会津大学のミラーCTAN
ftp://ftp.u-aizu.ac.jp/pub/tex/CTAN/macros/latex/contrib/cite/
にあります。
ご自身の環境の latex ディレクトリの下にCTANと同じディレクトリ構造を作って
overcite.sty を置いておくことをお薦めします。
よくわからなければ、ご自分の文書(*.tex)と同じディレクトリに
oversite.sty を置いてください。
使い方はプリアンブルで
\usepackage{overcite}
とします。
このままでは、参照部分の数字が [] で囲まれないので、overcite.sty の後ろにある説明を読むと
The appearance of the whole citation list is governed by
\@cite, (for nonote) and \@citew (when a note is given). For more
extensive changes to theformatting, redefine \@cite and/or
\@citew. For example, to get bracketseven in the superscripts,
do:
\makeatletter
\def\@cite#1{$\m@th^{\hbox{\@ove@rcfont[#1]}}$}
\makeatother
とあるので、\makeatletter で始まる行をプリアンブルに書き加えてください。
また、thebibliography環境の参照部分を変更するには、
\makeatletter
\def\@cite#1{$\m@th^{\hbox{\@ove@rcfont[#1]}}$}
\renewcommand\@biblabel[1]{[#1]}
\makeatother
と書き込んでください。
プリアンブルに以下の行を付け加えてみてください。
\makeatletter
\def\@cite#1#2{$^{\mbox{\tiny[{#1\if@tempswa , #2\fi}]}}$}
\makeatother
参考文献
『LaTeX スーパー活用術』 大野義夫 監修嶋田隆司
著 オーム社
