超导材料科学及应用中的基础问题分析研究
超导材料和器件的研究和应用
超导材料和器件的研究和应用超导材料和器件是当前物理学、材料科学和工程技术领域的前沿研究课题之一，其在诸多领域中的应用潜力巨大。
本文主要介绍超导材料和器件的原理、特性、研究进展以及各领域中的应用。
什么是超导现象？超导现象指的是在极低温度下，某些物质的电阻为零的现象。
这种物质被称为超导体。
超导现象是一种量子现象，其基本原理是由于电子在晶格中的自由运动被阻碍，导致电子处于凝聚态，形成一种超级电子流。
超导体的特性1. 零电阻超导材料在低温下表现出完全的电阻为0，即它们的电阻率为零。
这种特性使超导体在电流输送、磁感应应用、能量传输和存储等方面都具有巨大的潜力。
由于能够导电，超导材料的能源损失是极小的，因此它们被广泛用于制造电缆、容器和磁体。
2. 高磁感应超导材料不仅具有超低电阻，而且在极低的温度下表现出极高的磁感应强度。
这种特性使得它们非常适合制造大型的高能物理实验装置和MRI扫描仪等设备。
3. 磁通量量子化超导体还具有磁通量量子化，其磁通量与一个普朗克常数的整数倍相关联。
这种特性对于量子计算和其他纳米尺度的应用具有重要意义。
超导材料和器件的研究超导材料和器件的研究始于上世纪初。
在过去的几十年中，随着人们对超导现象的研究深入进行，材料制备、物理特性、设备性能、应用等方面取得了许多重要进展。
以下是一些重要的研究领域：1. 超导材料的制备与物性研究超导材料的制备是超导研究的基础，制备质量直接影响着超导体的应用性能。
近年来，传统的超导材料如铜氧化物和铁基超导体得到了许多改进和进展，同时新型超导材料的发现也使超导性能得到了更加突出的展示。
2. 超导电器件的设计与制造超导电器件的制造要求材料制造、工艺精度、制造材料的控制等方面要求很高。
超导电器件主要包括线圈、电缆、电感器和电阻器等。
超导电器件在磁共振成像、电力输配电、广角透镜和高能物理等领域中有着广泛的应用。
3. 量子计算和信息处理超导量子比特是量子计算和信息处理的重要组成部分。
超导实验中的常见问题及解决方案探讨
超导实验中的常见问题及解决方案探讨超导技术作为一种具有重要应用价值的材料科学技术，已经在诸多领域发挥着重要作用。
然而，在实际应用中，我们常常会遇到一些问题，它们可能会妨碍超导技术的正常运行。
本文将探讨超导实验中常见的问题，并提出解决方案，以期能够帮助科研工作者更好地开展超导实验研究。
1. 电磁干扰问题超导材料对外部电磁场的敏感度较高，容易受到电磁干扰，从而影响超导性能。
具体表现为超导材料的临界温度降低、超导电流减小等。
解决这个问题，一个重要的手段是尽量减小实验室中的电磁干扰源。
例如，可以通过减小电磁辐射源的功率、增加屏蔽装置等方式，降低实验室中的电磁辐射强度，从而减小电磁干扰对超导材料的影响。
2. 温度控制问题超导实验中，温度是非常关键的一个参数。
过高或过低的温度都会对超导性能产生负面影响。
因此，确保超导实验中的温度控制是十分重要的。
在实验中，可以采用各种温控设备，如温度计、温度控制器等，来实现对温度的精确控制。
同时，还需根据超导材料的具体特性，选择合适的温度范围，以确保超导实验能够在最佳的温度条件下进行。
3. 磁场控制问题磁场是超导实验中常用的工具之一，对于超导材料的超导性能有着重要影响。
然而，在实验过程中，磁场的稳定性和均匀性常常会受到限制。
要解决这个问题，可以采用磁场控制系统来实现对磁场的精确控制。
例如，可以使用磁场稳定装置、磁场均匀化技术等手段，来确保磁场的稳定性和均匀性，从而提高超导实验的可靠性和准确性。
4. 导线接触问题超导实验中，导线的接触情况对超导材料的传输性能有着直接影响。
不良的导线接触可能导致能量损耗、电流不稳定等问题。
为了解决这个问题，我们可以采用专业的超导接触技术，例如采用超导焊接技术、超导粘接技术等，来确保导线的良好接触，提高超导实验的可靠性和稳定性。
5. 杂质和缺陷问题超导材料中的杂质和缺陷是影响超导性能的重要因素。
它们可能会导致超导电流的减小、超导临界温度的降低等问题。
超导材料的研究与应用
超导材料的研究与应用超导材料是指在低温条件下表现出电阻为零的物质，具有极高的电导率和磁通排斥性能。
超导材料的研究和应用一直是物理学和材料科学的热点领域之一。
本文将介绍超导材料的基本原理、研究方法和应用情况。
一、超导材料的基本原理超导材料的基本原理可从两个方面来解释，即电子配对和电子与晶格的相互作用。
首先是电子配对。
根据国际能源机构的定义，超导性是指在临界温度以下，电子能够按照某种机制形成电子对。
这些电子对中的电子以库珀对的方式配对，通过与晶格的振动相互作用来克服库伦排斥力，从而实现电子的整体流动，即形成超导态。
其次是电子与晶格的相互作用。
晶格振动通过电子与晶格的相互作用来提供电子之间的吸引力。
当温度降低时，晶格振动减小，电子与晶格的相互作用增强，从而促进电子配对的形成。
二、超导材料的研究方法在超导材料的研究过程中，科学家采用了多种方法和技术来进行实验和分析。
以下是一些常用的研究方法：1. 磁化率测量：通过测量材料的磁化率，可以确定其超导转变温度。
当温度低于临界温度，材料的磁化率会显著变化。
2. 电阻测量：电阻是判断材料是否超导的重要参数。
通过测量材料的电阻随温度的变化情况，可以确定超导转变温度和超导态的性质。
3. X射线衍射：通过研究超导材料的晶体结构，可以了解其晶格的变化和电子与晶格的相互作用。
4. 超导磁体实验：利用超导材料的超导性能可以制造强磁场。
科学家可以设计和制造超导磁体，并通过对其性能的研究来探索超导材料的物理性质。
三、超导材料的应用超导材料在多个领域都有广泛的应用，下面列举一些常见的应用：1. 超导电缆和输电线：利用超导材料的低电阻特性，可以生产高能效的输电线路和电缆，减少能源传输过程中的能量损耗。
2. 储能技术：超导材料可以用于储存和释放电能，提高能源利用效率。
超导磁能储存技术可以实现大规模储能，用于平衡电网的负荷变化。
3. 磁共振成像：超导材料的超导性能可以用于医学磁共振成像技术，在医学诊断中起到重要作用。
高温超导材料研究中存在问题及发展办法讨论
高温超导材料研究中存在问题及发展办法讨论引言：高温超导材料的研究是近年来材料科学领域中备受关注的热门课题。
这类材料具有超低电阻性能，在较高温度下实现电流的无损传输，具有重大应用前景。
然而，尽管已取得了一些重要的突破，高温超导材料研究仍面临着一些挑战和问题。
本文将讨论这些问题，并提出相应的发展办法。
问题一：材料制备方法复杂且成本高昂目前，高温超导材料的制备方法主要包括固相反应、溶胶-凝胶法和高温熔融法等。
这些方法在材料研究过程中存在制备工艺复杂、成本高昂的问题。
首先，在固相反应方法中，存在温度反应条件难控制、制备周期长的问题。
其次，溶胶-凝胶法虽然具有较高的超导性能，但制备过程复杂，需要高精密设备和特殊实验环境，成本较高。
此外，高温熔融法制备高温超导材料的过程中需要使用高温高压条件，且产生的危险废弃物难以处理，对环境造成一定的影响。
发展办法一：材料制备方法的优化和绿色化为了解决现有制备方法的问题，需要进一步优化现有方法，提高制备效率。
例如，可以通过改进固相反应的温度控制技术和反应条件，缩短制备周期，并提高材料的均匀性和稳定性。
另外，可以依靠现代化学合成方法，如溶胶-凝胶法中的自组装技术和绿色制备方法，减少对环境的影响和制备成本。
问题二：材料稳定性和失超温度不高目前高温超导材料的失超温度一般较低，且材料在受到外界条件的变化时容易失超，导致超导性能下降。
这限制了高温超导材料的应用范围。
此外，高温超导材料的稳定性也是一个重要的问题。
在高温条件下，材料容易发生相变，使超导性能受到严重影响。
发展办法二：提高材料的稳定性和失超温度为了提高高温超导材料的稳定性和失超温度，可以通过控制晶体结构和组分比例来实现。
例如，可以通过掺杂和合金化等方法，调节材料的结构和相变温度，以提高超导性能的稳定性。
此外，还可以利用纳米技术和表面工程等方法，制备出具有优异性能和稳定性的材料。
问题三：材料的可扩展性和应用潜力目前高温超导材料的应用范围较窄，主要集中在能源输送领域。
超导材料的制备及应用研究
超导材料的制备及应用研究随着科学技术的不断发展，超导材料的制备及应用研究也越来越受到人们的关注。
超导材料具有非常优越的物理性质和应用前景，广泛地应用于电力、能源、医药等领域。
本文将探讨超导材料的制备方法、特性及应用研究等方面。
一、超导材料的制备方法超导材料有多种制备方法，如化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、溶胶-凝胶法(sol-gel)、共沉淀法(PP)等。
其中，CVD法是一种基于气相物质沉积在基板表面的过程，它可以制备出高质量、高性能的超导材料。
PVD法则是利用高温等离子体去除材料表面原子层，并将新原子层沉积在表面上，是一种常用的制备超导材料的方法。
另外，溶胶-凝胶法也是一种制备超导材料的重要方法。
该方法是将溶液中的低分子量物质转化成固态材料，形成纳米和微米级别的材料。
这种方法具有制备工艺简单、结构紧密等特点，在超导材料的制备中很重要。
二、超导材料的特性超导材料的最重要特性是零电阻和迈斯纳效应，能够表现出超导状态。
此外，超导体的磁场排斥现象也是它的一个显著特征。
超导材料具有高温超导、镁二铜氧体(MgB2)超导、铜氧化物超导等类型。
高温超导材料在超导材料中占据很重要的地位。
高温超导材料最早是在1986年被发现的，它的超导温度较铜氧化物超导材料更高，而且其机理和铜氧化物超导材料也不尽相同。
三、超导材料的应用研究超导材料具有优越的应用前景，已广泛应用于电力、能源、医药等领域。
其中，电力领域是其最重要和最典型的应用之一。
超导材料在电力领域主要应用于超导电缆和超导电机等方面。
例如，基于高温超导材料的能量转移产品，则可以实现更加高效的电力传输，而且对于现代工业生产和人民日常生活都具有重要的意义，这未来必将成为促进该领域发展的关键因素。
此外，超导材料的应用还存在很多的限制和挑战，如价格、占地面积等问题。
这些限制要求研究人员进行进一步的探索和发展，以克服其中的各种难题，并实现更加广泛的应用。
四、结论超导材料由于其零电阻和迈斯纳效应等特性，具有极高的实用价值，被广泛应用于各个领域。
超导材料的研究及其在能源中的应用
超导材料的研究及其在能源中的应用超导材料是指在低温下电阻为零的材料，这种材料在许多领域都有广泛的应用。
超导材料的研究早在1930年代就开始了，但直到1986年，人们才在铜氧化物中发现了高温超导现象，这种材料被称为高温超导材料。
高温超导材料的发现引起了全世界科学家的关注，这种材料具有很高的技术价值和应用前景。
一、超导材料的分类和特性超导材料可以分为低温超导和高温超导两类。
低温超导材料需要在零下273℃以下的极低温下才能实现，而高温超导材料则可以在液氮温度以下实现。
由于高温超导材料具有更容易制备和更广泛的应用范围，因此近年来，研究人员对高温超导材料的研究更为关注。
超导材料具有一系列优良的特性，如低电阻、高导电性和高磁性等。
这些特性使超导材料在许多领域都有广泛的应用。
例如，在能源领域，超导材料可以用来制造高效率的电力传输设备，从而提高能源利用效率。
二、超导材料的制备与研究方法超导材料制备的关键技术是降低材料的温度，使其进入超导状态。
在高温超导材料中，研究人员通常使用四种技术来降低温度，分别是冷却、化学合成、刻蚀和晶体生长。
其中，冷却是最常用的方法，研究人员通常使用液氮将温度降至-196℃以下。
超导材料的研究方法包括物理方法和化学方法两种。
物理方法主要研究超导材料的电学和磁学性质，如电导率和电磁特性等。
化学方法则主要研究超导材料的化学结构和成分，如晶体结构和元素组成等。
这两种方法相互配合，可以全面、深入地研究超导材料的性质和应用。
三、超导材料在能源领域的应用超导材料在能源领域有着广泛的应用，具体包括以下几个方面：（一）高效传输能量超导材料的低电阻特性使得它可以用于制造高效的电能传输设备。
例如，超导电缆可以将电力损耗降至零，从而提高能源利用效率。
此外，由于超导材料的高电导率，它还可以用于制造超导磁体，从而实现高功率设备的精确控制和高效传输。
（二）储能超导材料可以被用来制造超导弯曲磁能储存器，这种储存器可以将电能储存为磁能并在需要时释放。
如何克服超导材料的制备难题与挑战
如何克服超导材料的制备难题与挑战超导材料是一种在低温下电阻消失的材料，具有重要的科学和技术应用价值。
然而，超导材料的制备过程一直以来都面临着巨大的难题和挑战。
本文将探讨如何克服超导材料的制备难题与挑战，并探索未来的发展方向。
一、超导材料的制备难题超导材料的制备难题主要体现在以下几个方面。
1. 温度要求传统的超导材料需要在极低温下才能实现超导。
例如，铜氧化物超导材料的临界温度只有几十开尔文，而铅和铟等传统超导材料的临界温度更低，只有几开尔文。
这使得超导材料的制备过程需要极低温的环境，增加了制备的复杂性和成本。
2. 结构复杂性超导材料的晶体结构往往非常复杂，包含大量的元素和晶格缺陷。
这些复杂性导致了超导材料的制备过程需要更高的技术要求和更复杂的工艺流程。
例如，铜氧化物超导材料的晶体结构中包含有机基团和金属氧化物层，需要通过复杂的化学反应和热处理来制备。
3. 缺陷控制超导材料中的缺陷对其超导性能有着重要的影响。
然而，制备过程中很难完全控制和消除缺陷，导致超导材料的性能不稳定或无法达到预期的超导性能。
例如，铜氧化物超导材料中的晶格缺陷和氧空位会降低其超导临界温度和电流承载能力。
二、克服超导材料制备难题的方法为了克服超导材料的制备难题，科学家们采取了多种方法和策略。
1. 材料设计和合成通过对超导材料的结构和性能进行深入的理论研究，科学家们可以设计和合成新型的超导材料。
例如，通过控制晶格结构和元素组成，可以提高超导材料的临界温度和电流承载能力。
此外，利用先进的合成技术，如溶胶-凝胶法和熔融法等，可以制备出高质量和纯度的超导材料。
2. 缺陷控制和优化针对超导材料中存在的缺陷问题，科学家们致力于控制和优化材料的缺陷结构。
通过改变制备条件和添加适量的掺杂剂，可以调控超导材料中的缺陷类型和浓度，从而改善其超导性能。
此外，利用先进的材料表征技术，如透射电子显微镜和X射线衍射等，可以对超导材料的缺陷进行精确的分析和表征。
超导材料的研究现状及应用前景
超导材料的研究现状及应用前景近年来，超导材料一直是材料科学领域的研究热点之一。
从最初的发现到今天的广泛应用，超导材料不仅在科学研究上有着重大贡献，也给人们的生活带来了许多便利。
在本文中，我们将探讨超导材料的研究现状及应用前景。
一、超导材料是什么？超导材料是指在低温下电阻为零的材料。
这种材料的特殊性质源于其能够达到超导状态。
在超导状态下，材料可以传导电能，却不会有能量损耗，因此电阻为零。
超导材料被发现后，就被广泛应用于磁悬浮、MRI等领域。
在磁悬浮技术中，超导材料的磁场特性可以用来支撑高速运转的列车。
二、超导材料的研究现状虽然超导材料的应用非常广泛，但人们对于超导材料的理解依然有限。
目前，关于超导材料的研究主要集中在以下几个方面：1. 超导材料的制备目前在制备超导材料时最常用的方法是高压法。
这种方法可以在高压下让原料发生化学反应，从而得到超导材料。
目前，人们正在研究一些新的制备超导材料的方法，以提高材料的纯度和成像度。
2. 超导材料的理论研究对超导现象的理论研究可以帮助人们深入理解超导材料。
目前，科学家们正在寻找一种更为完整的理论来解释超导现象。
这种理论可以提供更多关于超导材料的信息，帮助科学家们更好地理解、制备和应用超导材料。
3. 超导材料的特性研究超导材料的特殊性质是人们最为关注的问题之一。
科学家们希望了解超导材料的特性，以便更好地掌握和应用这种材料。
目前，许多学者正在研究超导材料的磁性、电性和热性等特性。
三、超导材料的应用前景超导材料的应用前景非常广泛。
在这里，我们将简要介绍一下超导材料在各个领域中的应用前景。
1. 能源领域超导电缆可以将电流传输效率提高到99.9%。
因此，超导电缆被认为是未来电力输送系统的理想选择。
超导电缆可以将电力输送距离延长到几百甚至几千千米。
2. 医疗领域MRI技术是一项重要的医学检测技术。
这种技术需要用到超导材料。
超导材料的磁场特性可以用于产生和捕获MRI图像。
超导材料的发展将可以大大提高MRI的效率和精度。
超导现象及其在材料科学中的应用
超导现象及其在材料科学中的应用随着科技不断发展，超导现象成为研究的热点之一。
所谓超导现象，是指一些金属、合金或化合物在低温下（一般为临界温度以下），电阻率突然变为零的现象。
这种现象具有众多优异的物理性质和广泛的应用价值，因而引起了人们广泛关注。
1. 超导现象的基本原理超导现象的本质是电荷载流子在受到电场作用下，几乎不受晶格离子的散射，从而形成一种纯净的电流。
这种电荷载流子被称为库珀对，具有完全相同的量子状态。
由于库珀对电子处于相同的能级上，因此在超导状态下，电子不会散射，使得超导材料的电阻率变为零。
2. 超导材料的分类超导材料按照其临界温度的高低，可以分为多种类型。
其中，最常见的是I类超导体，其临界温度一般小于30K。
II类超导体的临界温度则较高，可达到100K以上。
此外，还有高温超导材料，通常是一些氧化物材料，在液氮温度下就可以表现出超导现象。
3. 超导材料的应用超导材料不仅具有宏观量子特性和磁场响应能力，还具有热电等多种物理性质，能够在很多领域得到广泛应用。
3.1 超导材料在制备高性能电子器件中的应用超导材料在制备高性能电子器件中得到了广泛应用。
利用超导材料的电流不损耗特性，可以制造超导量子干涉仪、高灵敏度的磁场传感器、高速高精度的量子计算机等高科技产品。
3.2 超导材料在磁共振成像、核聚变实验中的应用超导材料在磁共振成像、核聚变实验等诸多领域中也有着重要的应用。
通过制备高温超导线圈，可以大大提高MRI（磁共振成像）器的性能；而超导磁体也是实现核聚变研究和工程的必要组成部分。
3.3 超导材料在能源领域的应用超导材料在能源领域也有着许多应用，如制造高效磁场系统、超导电缆等，以提高电能转换效率。
其中值得一提的是，超导发电机正成为发展方向之一。
超导发电机是指使用超导材料，将磁场转化为电能的一类发电机。
相比传统的发电机，超导发电机的功率密度更高、效率更高、体积更小、重量更轻，所以非常适合用于微型发电机和航空航天电源。
超导材料科学及应用中的基础问题研究课题开题报告
项目名称：超导材料科学及应用中的基础问题研究首席科学家：闻海虎中国科学院物理研究所起止年限：2006.1至2010.12依托部门：中国科学院一、研究内容从总体上说本项目包括三个相互联系、相互推动的方面：（1）超导基础材料科学和物理问题研究：包括新型超导材料探索和表征，超导重大科学前沿问题和限制应用的关键科学问题研究，如非常规超导机理，磁通钉扎和磁通动力学问题；（2）实用超导材料基础科学问题：如钇钡铜氧涂层导体和二硼化镁超导体应用中的基础问题研究；（3）超导结型器件的物理、工艺以及在应用中的基础问题研究。
新超导材料探索是基础，寻找到任何有重要科学意义或重要实用价值的新型超导材料都将大大促进超导科学技术的发展，为国家争得荣誉。
而超导重大科学前沿问题和限制应用的关键科学问题研究是根本。
因为超导基础研究无非有两个根本的目标：要么在基础科学方面有重大发现，促进科学本身的发展，要么解决限制应用的关键科学问题，促进应用的发展。
只有根本问题解决了，才能谈到很好的应用。
举例来说，上个世纪50年代创立的描述II类超导体的理论，即Ginz burg－Landau理论（2003年获得诺贝尔物理学奖）很好地描述了II类超导体的电磁场行为，人们根据这个理论预言了磁通线，混合态等重要概念，然后从实验上验证了它们的存在。
在此基础上，人们制备出强磁场的超导磁体，进一步发展出高清晰度的核磁成像，超导托卡马克，高能加速器等等。
如果没有Ginzburg－Landa u理论从根本上认识到II类超导体的电磁规律，制备出强磁场超导磁体是不可想象的。
因此第一个方向的课题极有可能获得重大原创性的成果。
第一方向课题之间存在非常强的相互关联性。
如发现科学上具有重要意义的超导体，往往会促进超导机理的认识。
反过来，超导机理的新认识会促进寻找新型超导体。
比如在竞争序超导体中，当竞争序被压制掉以后，超导温度会有所提高。
人们可以根据这个特点去寻找新型的超导体。
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工程名称：超导材料科学及应用中的基础问题研究首席科学家：闻海虎中国科学院物理研究所起止年限：2006.1至2018.12
依托部门：中国科学院
一、研究内容
以后，超导温度会有所提高。
人们可以根据这个特点去寻找新型的超导体。
后两个方向是开展本工程研究的最终目的，即要解决我国重大战略需求中的一些重要问题。
为了解决我国未来能源<液氮温度储能，变电和输电等）和交通中<磁悬浮车）的突出问题，在众多的超导应用材料中，我们选择两个对未来应用普遍看好的核心材料，即钇钡铜氧涂层导体<所谓第二代超导带材）和二硼化镁超导体中的关键科学问题进行研究，促进它们尽早产业化。
另外，为了解决我国在未来先进医疗技术<SQUID心磁仪，新型MRI技术）和国防上<SQUID 探潜等）的需求，我们将开展超导结的材料和物理问题研究，同时为具有前瞻性的应用工程做好基础科学方面的准备。
要解决的关键科学问题包括：
1.努力寻找到科学上有重要意义和<或）有重要实用价值的超导体。
基于这些
新材料，在结构表征和物理研究方面率先做出有重要影响的工作。
2.在高温超导机理解决的过程中做出重要甚至是奠定性的工作，努力提出正
确的模型和物理图象直至解决高温超导机理问题；在非常规竞争序超导体的机理方面有重要进展，并找出规律，给探索新型超导体提供指导。
3.提高实用超导体的临界电流、磁通钉扎能力和不可逆磁场；理解复杂涡旋
系统和尺寸受限超导体的磁通运动和相变规律。
4.弄清楚实用二硼化镁超导体和钇钡铜氧涂层导体成相和制备方法，提高钉
扎和临界磁场，促进应用发展。
5.制备出亚微M尺寸的高性能超导结器件；明确超导结器件电磁和高频特性
以及配对、耦合和噪声等物理机理；深入理解超导结器件的消相干机理和
二、预期目标
立我国基础材料和物理研究，实用超导材料的科学评估，超导薄膜和器件工艺研究平台。
总目标包括以下几个方面：
1．努力寻找到科学上有重要意义和<或）有重要实用价值的超导体，为国家争得荣誉。
争取寻找到1－5种新型超导体，并且基于这些新材料，在结构表征和物理研究方面率先做出有重要影响的工作。
在新材料方面以专利的形式保护知识产权。
2．在高温超导机理解决的过程中做出重要甚至是奠定性的工作，努力提出正确的模型和物理图象，直至解决高温超导机理问题；在非常规竞争序超导体的机理方面有重要进展，并找出规律，给探索新型超导体提供指导。
同时建立有自己特色的先进的实验手段，能够从微观和电子态能谱上面直接获得信息。
3．提高实用超导体的临界电流、磁通钉扎能力和不可逆磁场；理解复杂涡旋系统和尺寸受限超导体的磁通运动和相变规律。
把这些成果实用到应用课题上，解决实用中的关键技术问题。
4．弄清楚实用二硼化镁超导体和钇钡铜氧涂层导体成相和制备方法，提高临界电流和临界磁场，与相关的863应用工程配套，促进应用发展。
使二硼化镁超导线材在20K下其临界磁场达到3 T以上，临界电流密度达到105A/cm2。
钇钡铜氧涂层导体短样临界电流密度达到2 106A/cm2以上。
5．以超导本征结和超导介观体系宏观量子现象为基础，开展超导电子学的研究。
深入研究超导结的工艺和物理，以此为基础开展SQUID器件的应用基础研究，使得器件应用的水平有所提高，实现利用SQUID器件进行超低场
三、研究方案
带宽度与关联能可比拟，掺杂后所形成的金属相也不能用描述通常金属的费M 液体模型来描述。
在这个金属相中往往伴随着出人意料的奇异特性，如高温超导，巨磁电阻等等。
另外，超导完全可能在很多轻元素材料中被发现。
原因是这些轻元素材料，往往德拜温度很高，如果费M面有一定的高电子态密度，就可能出现高温超导现象。
二硼化镁就是这方面一个典型的例子。
在很多有机材料中，电子具有巡游特性，因此有电导出现，在有些情况下会出现超导电性，而且其超导未必是通过声子媒介起作用的。
目前有机超导体的温度已达10 K以上。
很多学者认为，如果实现激子机制超导电性，那么超导临界温度T c将会大幅度提高。
但是到目前为止还没有一个激子型超导体问世。
现代的微加工技术和薄膜制备技术为进行激子超导体探索提供了契机。
在测量技术上可以利用精密磁测量技术先发现超导体抗磁信号，然后利用电输运测量技术来确认新的超导电性。
任何具有新的物理意义或实用价值的超导体的发现都属于重大原创性的工作。
在非常规超导机制方面，我们要抓住氧化物高温超导机理研究这个核心，开展工作，然后向具有竞争序的超导体和其他新型配对对称性的超导体方面拓展研究范围。
在实验方面，系统地制备高质量的高温超导体、钴酸钠超导体和一些密度波超导体样品，供机理研究之用；用比热、热导和微波等手段研究的低能电子激发行为；用红外和电子拉曼等光学手段研究电子的动力学性质；用角分辨光电子光谱手段研究准粒子能谱；用STM等隧道谱测量手段得到在不同条件下准粒子态在实空间和能量轴上的分布；利用类似手段研究若干其它非常规超导体的相图和物理性质；对各方面的实验结果进行由点到面的理论分析，揭示竞争序在不同体系超导体中的特征性及异同。
紧紧抓住非常规超导体
的一个普遍特征――竞争序这根主线去研究非常规超导机理是具有创新的想法，因为这样不同系统所表现出来的信息可以融会贯通，相互借鉴。
在实用超导体的临界电流和磁通动力学研究方面，要注重通过外界环境以及材料设计调控高温超导材料中磁通物质的宏观量子态，研究其磁通动力学行为，探讨提高临界电流密度的新途径。
基于新型的超导/纳M材料的合成与组装技术及其微结构与性能的表征技术，探讨有限尺寸与超导电性的关系，研究受限体系的磁通动力学问题。
化学方法或熔融织构法调控晶界的行为，改善弱连接，提高临界电流密度。
研究手段上可以利用电输运，磁弛豫和动力学磁弛豫技术加以研究。
另外要借助于新兴的一些微观测量技术，如Hall探头阵列技术和精密磁光技术研究磁通动力学问题。
除此之外，高精度的STM技术可以用来研究介观超导体的磁通态量子化。
II：实用超导材料基础科学问题：二硼化镁超导体和钇钡铜氧涂层导体应用中的基础问题研究
基于对二硼化镁基本问题研究，技术上以粉末套管<PIT）技术为总体技术框架，开发以下关键技术并解决相关基础科学问题。
开发物理化学气相沉积<HPCVD）方法制备MgB2超导厚膜及薄膜技术；开发HPCVD方法生长长线<带）的技术；HPCVD和激光沉积方法生长高度织构、有较完善超导性能的MgB2薄膜；制备MgB2薄膜的微桥结和其它类型的超导结，发展相应的MgB2超导结的物理模型。
最后在磁体技术基础方面，注意应力应变特性和磁体稳定性及相关电磁特性。
在MgB2磁体的设计和制造方面，目前国际上有关磁体制备基础的结果几乎没有报道，相关磁体制备工作主要目的还是为了判断
二硼化镁磁体制备的可行性，而磁体制备基础工作是非常关键的，所以我们拟开展包括应力应变、线带材的热磁稳定性、超导接头的制备及性能等研究工作，获得磁体制备的关键基础参数。
本项研究当中，利用复合铁－铜管作为包套材料，是一个创新，一方面可以减少包套材料对超导电性的破坏，另外，可以降低包套材料的磁性，以此会对将来的磁体制作带来方便。
在钇钡铜氧涂层导体方面开展<1）Ni合金及立方织构Ni、Ni基合金基带的研究。
<2）种子层、阻挡层、帽子层的选择以及制备技术的研究。
采用磁控溅射、蒸发、激光沉积、化学方法以及IBAD多种手段制备中间层。
研究薄膜的外延生长机理，寻找高速低成本制备高质量中间层的手段。
<3）超导层的制备技术研究。
超导层的研究主要采用三种方法：蒸发、激光和化学方法。
<4）涂层导体的相关超导电性的研究。
对涂层导体的磁通钉扎、交流损耗等各种超导电性能指标进行测试分析，了解各种微结构因素对涂层导体性能的影响。
在制备过程中添加化学夹杂，提高钉扎中心的密度，并进一步提高临界电流密度。
III：超导结型器件的物理、工艺以及应用基础问题研究
超导结器件的物理和制备工艺方面，通过观察和分析器件的温度特性，高频响应特性，量子振荡和噪声特性等，从理论和实验角度，研究超导材料和器件的配对、耦合和噪声等物性，探索超导结器件在前沿领域中的应用。
具体方案如下：
(1>超导结特性和结物理的研究
在已有的超低温、超高频等极限测试环境中，利用长期积累的低温和超低
四、年度计划。