高温超导体临界温度的电阻测量
超导体的测量方法与技巧
超导体的测量方法与技巧超导体是一种特殊的材料，具有零电阻和完全抗磁性的特性。
它在科学研究和工业应用中具有广泛的用途，如能源传输、磁共振成像和高速计算等领域。
然而，要准确测量和控制超导体的性能是一项具有挑战性的任务。
本文将介绍一些常用的超导体测量方法和技巧，帮助读者更好地理解和应用超导体。
一、电阻测量方法超导体的最显著特性之一是其零电阻。
因此，要测量超导体的电阻，需要采用一些特殊的方法。
常用的电阻测量方法包括四探针法和交流电阻测量法。
四探针法是一种常用的电阻测量方法，它利用四个电极分别施加电流和测量电压来测量材料的电阻。
这种方法可以排除接触电阻对测量结果的影响，提供准确的电阻值。
交流电阻测量法则是通过施加交流电源来测量超导体的电阻。
这种方法可以避免直流电流对超导体的破坏，并且在高频范围内提供准确的电阻测量结果。
二、磁场测量方法超导体的抗磁性是其另一个重要特性。
要测量超导体的磁场，可以采用霍尔效应和磁力计等方法。
霍尔效应是一种基于洛伦兹力的测量方法，它通过测量电流通过超导体时产生的霍尔电压来确定磁场的大小。
这种方法可以提供准确的磁场测量结果。
磁力计是一种常用的磁场测量仪器，它通过测量磁场对磁力计产生的力来确定磁场的大小。
这种方法可以在不同的磁场强度下提供准确的磁场测量结果。
三、临界温度测量方法超导体的临界温度是指超导态和正常态之间的转变温度。
要测量超导体的临界温度，可以采用电阻测量和磁化测量等方法。
电阻测量方法是一种常用的临界温度测量方法，它通过测量超导体的电阻随温度变化的曲线来确定临界温度。
这种方法可以提供准确的临界温度测量结果。
磁化测量方法是一种基于超导体磁化率变化的测量方法，它通过测量超导体在不同温度下的磁化率来确定临界温度。
这种方法可以在不同的磁场强度下提供准确的临界温度测量结果。
四、超导体性能的控制技巧除了测量超导体的性能，控制超导体的性能也是非常重要的。
以下是一些常用的超导体性能控制技巧。
实验报告高温超导材料临界转变温度的测定
當温超导材料临界转变温度的测走一.实验目的1.通过对氧化物超导材料的临界温度兀两种方法的测定，加深理解超导体的两个基本特性；2.了解低温技术在实验中的应用；3.了解儿种低温温度计的性能及Si二极管温度计的校正方法；4. 了解一种确定液氮液面位置的方法。
二.实验原理1.超导现象及临界参数1）零电阻现象电阻率温度关系象零电阻现象，如图2所示。
需要注意的是只有在直流情况下才有零电阻现象，而在交流情况下电阻不为零。
2）完全抗磁性当把超导体置于外加磁场中时，磁通不能穿透超导体，超导体内的磁感应强度始终保持为0, 超导体的这个特性称为迈斯纳效应。
注意：完全抗磁性不是说磁化强度M和外磁场方等于零，而仅仅是表示財二B / 4o超导体的零电阻现象与完全抗磁性的两个特性既相互独立乂有紧密的联系。
完全抗磁性不能由零电阻特性派生出来，但是零电阻特性却是迈斯纳效应的必要条件。
超导体的完全抗磁性是由其表面屏蔽电流产生的磁通密度在导体内部完全抵消了由外磁场引起的磁通密度，使其净磁通密度为零，它的状态是唯一确定的，从超导态到正常态的转变是可逆的。
3）临界磁场把磁场加到超导体上之后，一定数量的磁场能量用来建立屏蔽电流以抵消超导体的内部磁场。
当磁场达到某一定值时，它在能量上更有利于使样品返回正常态，允许磁场穿透，即破坏了超导电性。
致使超导体由超导态转变为正常态的磁场称为超导体的临界磁场，记为He.如果超导体内存在杂质和图4第I类超导体临界磁应力等，则在超导体不同处有不同的徒，因此转变将在一个很宽的磁随温度的变化关系场范围内完成，和定义乙样，通常我们把H二HJ2相应的磁场叫临界磁场。
4）临界电流密度实验发现当对超导体通以电流时，无阻的超流态要受到电流大小的限制，当电流达到某一临界值乙后，超导体将恢复到正常态。
对大多数超导金属，正常态的恢复是突变的。
我们称这个电流值为临界电流乙，相应的电流密度为临界电流密度夭。
对超导合金、化合物及高温超导体，电阻的恢复不是突变，而是随电流的增加渐变到正常电阻几。
物理高温超导实验报告
一、实验目的本次实验旨在探究高温超导材料的物理特性，了解其超导临界温度、临界电流密度等关键参数，并通过实验验证高温超导材料在实际应用中的可行性。
二、实验原理高温超导材料是指在较高温度下仍能保持超导特性的材料。
超导现象是指某些材料在温度降低到一定临界温度以下时，其电阻突然降为零的现象。
高温超导材料的发现，突破了传统超导材料对低温环境的依赖，具有广泛的应用前景。
本实验采用三层镍氧化物La4Ni3O10单晶样品，利用高压光学浮区技术制备。
在高压条件下，样品表现出压力诱导的体超导电性，超导体积分数高达86%。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：- 高压光学浮区装置- 超导测量系统- 低温恒温器- 磁场发生器- 电流表、电压表- 数据采集器2. 实验材料：- 三层镍氧化物La4Ni3O10单晶样品- 低温液氮四、实验步骤1. 将三层镍氧化物La4Ni3O10单晶样品置于高压光学浮区装置中，进行高压处理。
2. 将高压处理后的样品置于超导测量系统中，测量其超导临界温度。
3. 在不同温度下，对样品施加不同电流，测量其临界电流密度。
4. 在不同磁场下，测量样品的超导临界磁场。
5. 利用数据采集器记录实验数据，进行分析和处理。
五、实验结果与分析1. 超导临界温度：通过实验测量，三层镍氧化物La4Ni3O10单晶样品的超导临界温度为30K。
2. 临界电流密度：在不同温度下，样品的临界电流密度随温度升高而降低。
在超导临界温度附近，临界电流密度达到最大值。
3. 超导临界磁场：在超导临界温度附近，样品的超导临界磁场较低。
4. 分析与讨论：本实验验证了三层镍氧化物La4Ni3O10单晶样品在高压条件下具有压力诱导的体超导电性。
实验结果表明，该材料在高温超导领域具有较高的应用潜力。
六、结论通过本次实验，我们成功探究了高温超导材料的物理特性，包括超导临界温度、临界电流密度和超导临界磁场等关键参数。
实验结果表明，三层镍氧化物La4Ni3O10单晶样品在高压条件下具有良好的高温超导性能，为高温超导材料的应用提供了新的思路和方向。
高温超导实验报告步骤(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解高温超导体的基本特性和物理机制。
2. 学习液氮低温技术，掌握低温环境下的实验操作。
3. 测量高温超导体的临界温度（Tc）和临界磁场（Hc）。
4. 研究高温超导体的临界电流（Ic）与磁场、温度的关系。
二、实验原理高温超导现象是指某些材料在液氮温度（约77K）下表现出超导特性。
实验中，通过测量超导体的电阻、临界温度、临界磁场等参数，来研究高温超导体的物理性质。
三、实验仪器与材料1. 高温超导材料（如钇钡铜氧YBCO等）2. 低温冰箱3. 温度计4. 磁场计5. 电阻计6. 磁场发生器7. 数字多用表8. 液氮四、实验步骤1. 样品制备：将高温超导材料制备成合适尺寸的样品，通常为薄片或丝状。
2. 低温环境准备：将低温冰箱预热至液氮温度，并将样品放入冰箱内冷却至液氮温度。
3. 电阻测量：- 使用电阻计测量样品在液氮温度下的电阻。
- 记录电阻值，作为初始数据。
4. 临界温度测量：- 慢慢升温，观察电阻变化。
- 当电阻突然降至零时，记录此时的温度，即为临界温度（Tc）。
5. 临界磁场测量：- 使用磁场计测量样品在液氮温度下的磁场。
- 慢慢增加磁场强度，观察电阻变化。
- 当电阻突然降至零时，记录此时的磁场强度，即为临界磁场（Hc）。
6. 临界电流测量：- 在一定磁场下，逐渐增加电流，观察电阻变化。
- 当电阻突然降至零时，记录此时的电流，即为临界电流（Ic）。
7. 温度与磁场关系研究：- 在不同温度下，重复步骤4和5，研究临界温度（Tc）和临界磁场（Hc）与温度的关系。
- 在不同磁场下，重复步骤6，研究临界电流（Ic）与磁场的关系。
8. 数据整理与分析：- 将实验数据整理成表格，分析高温超导体的物理性质。
- 对比不同高温超导材料的物理性质，总结实验结果。
五、实验注意事项1. 实验过程中，务必保持低温环境，避免样品受热。
2. 在测量电阻、临界温度、临界磁场等参数时，要确保仪器精度。
3. 注意实验安全，防止低温伤害。
如何正确进行超导体的制备
如何正确进行超导体的制备超导体是一种具有零电阻和完全磁场排斥的材料，其独特的物理性质使其在科学研究和工业应用中具有广泛的潜力。
然而，要正确进行超导体的制备并不容易，需要精确的实验条件和复杂的工艺流程。
本文将探讨如何正确进行超导体的制备，并重点介绍超导体的材料选择、样品制备和性能测试等方面的内容。
一、超导体的材料选择超导体的材料选择是制备成功的关键之一。
目前，常见的超导体材料主要包括低温超导体和高温超导体两大类。
低温超导体通常是指在低于临界温度（一般为几十开尔文以下）时表现出超导性的材料，如铅、铝等。
而高温超导体则是指在相对较高的温度下（一般为几十开尔文至几百开尔文）表现出超导性的材料，如铜氧化物和铁基超导体等。
在选择超导体材料时，需要考虑其超导临界温度、临界电流密度、磁场响应等性能指标。
一般而言，超导临界温度越高、临界电流密度越大、磁场响应越强的材料更具应用潜力。
此外，还要考虑材料的制备成本、稳定性等因素。
因此，在超导体制备过程中，需要根据具体应用需求和实验条件选择合适的超导体材料。
二、样品制备超导体的样品制备是超导体制备过程中的关键环节。
样品制备的质量和工艺对最终超导体的性能有着重要影响。
以下将介绍几种常见的超导体样品制备方法。
1. 固相反应法固相反应法是最常用的制备超导体样品的方法之一。
该方法通常通过将超导体元素或化合物粉末按一定比例混合，并在高温下进行烧结或热处理，使其发生化学反应形成超导体样品。
这种方法制备的样品通常具有较高的纯度和均匀性。
2. 溶液法溶液法是一种制备超导体薄膜的常用方法。
该方法通常通过将超导体材料的前驱体（如金属盐溶液、有机金属化合物溶液等）溶解在适当的溶剂中，然后通过旋涂、溅射、蒸镀等方法将溶液均匀涂覆在基底上，最后经过热处理形成超导体薄膜。
3. 气相沉积法气相沉积法是一种制备超导体薄膜和纤维的常用方法。
该方法通常通过在高温下将超导体材料的前驱体蒸发或分解，使其在基底上沉积形成超导体薄膜或纤维。
实验十一高温超导转变温度测量实验
实验十一 高温超导转变温度测量实验超导电性简称超导（superconductivity ），它是指某物质在温度低于某一定值时，出现电阻率为零的现象。
自20世纪20年代起，人们就开始对超导性的理论和应用做了大量的研究。
随着超导研究的进展，特别是20世纪80年代高温超导材料问世后，超导技术已开始广泛应用于科学研究和人类生活之中。
一．实验目的1．了解FD-TX-RT-II 高温超导转变温度测定仪的结构及使用方法；2．掌握液氮低温技术；3．利用FD--RT-II 高温超导转变温度测定仪，测量氧化物超导体YBa2CuO7的超导临界温度。
二．实验原理1．超导现象在所用气体中，氮具有最低的液化温度。
1908年，卡末林·昂尼斯（H ·Kammerlingh Onnes ）首先成功地液化了氮，利用液氮又获得了4.25～1.15K 的极低温度。
在新到达的低温范围内，昂尼斯进行了金属电阻随温度变化的研究。
1911年，他发现当温度降低时，汞的电阻率先平缓地减少，当温度T <4.2K 时，汞的电阻率突然降为零。
随后他又发现，除铜、金、银与铁等室温下的良导体以外，还有其他许多金属有此现象。
1913年他将这种新的物态定名为超导态（Superconducting State ），而将电阻率突然为零的温度称为超导体转变温度（inversiontemperature ）或临界温度，用T c 表示。
在昂尼斯之后，人们又陆续发现了许多其他金属或合金在低温下也能转变为超导态，但它们的转变温度不同。
由于这些金属的超导现象是在低温下获得，故这种超导现象也称为低温超导。
处在超导态的物质具有如下重要性质：1） 直流零电阻效应如前所述，当某些金属、合金和化合物的温度下降到T <T c 时，它们的电阻率突然降为零，处于超导态。
在超导态下，物质的电阻真的完全消失了吗？最灵敏的试验是超导环中的持续电流试验：将一金属环放在垂直于环平面的磁场中，将其冷却到超导的转变温度以下，然后撤去磁场，由电磁感应原理知，这时在环中产生感应电流。
超导材料的性能测试及评估方法
超导材料的性能测试及评估方法引言超导材料是一类具有特殊电性质的材料，具有零电阻和完全抗磁性的特点。
在超导材料的研究和应用中，性能测试和评估是非常重要的环节。
本文将探讨超导材料的性能测试及评估方法，以期为超导材料研究和应用提供一定的指导。
一、临界温度测试临界温度是超导材料的重要性能指标，它表示了材料从正常态到超导态的转变温度。
常用的测试方法有四探针法和交流磁化率法。
四探针法是一种直接测量超导材料电阻的方法。
通过在样品上施加电流，利用四个探针测量电压差，从而计算出电阻。
当超导材料处于超导态时，电阻为零。
通过逐渐降低温度，可以确定临界温度。
交流磁化率法是通过测量材料在交变磁场中的磁化率来确定临界温度。
在超导态下，材料对交变磁场的磁化率为零。
通过不断改变温度和磁场的大小，可以确定临界温度。
二、临界电流密度测试临界电流密度是指超导材料在超导态下能够通过的最大电流密度。
它是衡量超导材料承载能力的重要指标。
常用的测试方法有四探针法和交流磁化率法。
四探针法是通过在样品上施加外部磁场，测量样品的电压差来确定临界电流密度。
当电流密度超过临界电流密度时，材料会从超导态转变为正常态，电阻出现。
通过改变温度和磁场的大小，可以确定临界电流密度。
交流磁化率法是通过测量材料在交变磁场中的磁化率来确定临界电流密度。
在超导态下，材料对交变磁场的磁化率为零。
通过改变温度和磁场的大小，可以确定临界电流密度。
三、超导体积分数测试超导体积分数是指超导材料中超导相的体积占比。
它是衡量超导材料纯度的重要指标。
常用的测试方法有磁滞回线法和直流磁化率法。
磁滞回线法是通过测量样品在外部磁场作用下的磁化率来确定超导体积分数。
当外部磁场逐渐增大时，样品会出现磁滞回线，通过测量磁滞回线的面积，可以计算出超导体积分数。
直流磁化率法是通过测量样品在直流磁场中的磁化率来确定超导体积分数。
在超导态下，样品对直流磁场的磁化率为零。
通过改变磁场大小，可以确定超导体积分数。
高温超导实验报告
高温超导实验报告【摘要】采用杜瓦容器和低温恒温器获得从液氮沸点到室温的任意温度，在此条件下，测量高温超导材料电阻的起始转变温度为101.4K、临界温度约为96.50K、零电阻温度为92.39K。
进行温度计的比对，发现硅二极管电压、温差电偶均与温度成接近线性的关系。
观察了高温超导磁悬浮现象，并定量对高温超导体的磁悬浮力与距离的关系曲线进行了扫描，进一步了解场冷和零场冷。
【关键词】液氮、高温超导、铂电阻、硅二极管、温差电偶一、引言1911年昂纳斯首次在4.2K水银的电阻突然消失的超导电现象。
1933年迈斯纳发现超导体内部的磁场是保持不变的，而且实际上为零，这个现象叫做迈纳斯效应。
1957年巴丁、库柏和施里弗共同提出来超导电性的微观理论：当成对的电子有相同的总动量时，超导体处于最低能态。
电子对的相同动量是由电子之间的集体相互作用引起的，它在一定条件下导致超流动性。
电子对的集体行为意味着宏观量子态的存在。
这一超导的微观理论成为BCS理论，1972年他们三个人共同获得了诺贝尔物理学奖。
T超导电性》，后1986年4月，柏诺兹和缪勒投寄文章《Ba-La-Cu-O系统中可能的高c来日本东京大学几位学者和他们二人先后证实此化合物的完全抗磁性。
虽然后来又发现了125K的铊系超导体和150K的汞系氧化物，但是YBCO仍是目前最流行的高温超导材料。
超导电性的应用十分广泛，例如超导磁悬浮列车、超导重力仪、超导计算机、超导微波器件等，超导电性还可以用于计量标准等。
二、原理2.1MEISSNER效应1933年，MEISSNER和OCHSENFELD通过实验发现，无论加磁场的次序如何，超导体内磁场感应强度总是等于零，即使超导体在处于外磁场中冷却到超导态，也永远没有内部磁场，它与加磁场的历史无关。
这个效应被称为MEISSNER效应。
2.2临界磁场磁场加到超导体上之后，一定数量的磁场能量用来立屏蔽电流的磁场以抵消超导体的内部磁场。
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实验十四高温超导体临界温度的电阻测量引言人们在1877年液化了氧，获得—183℃的低温后就发展低温技术。
随后，氮、氢等气体相继液化成功。
1908年，荷兰莱顿（Leiden）大学的卡麦林•翁纳斯（Ｋａｍｅｒｌｉｎｇｈ Ｏｎｎｅｓ）教授成功地使氦气液化，达到了4.2K的低温，三年后即在1911年翁纳斯发现，将水银冷却到４．15Ｋ时，其电阻急剧地下降到零。
他认为，这种电阻突然消失的现象，是由于物质转变到了一种新的状态，并将此以零电阻为特征的金属态，命名为超导态。
1933年迈斯纳（Ｍｅｉｓｓｎｅｒ）和奥森菲尔德（Ｏｃｈｓｅｎｆｅｌｄ）发现超导电性的另一特性：超导态时磁通密度为零或叫完全抗磁性，即Ｍｅｉｓｓｎｅｒ效应。
电阻为零及完全抗磁性是超导电性的两个最基本的特性。
超导体从具有一定电阻的正常态，转变为电阻为零的超导态时，所处的温度叫做临界温度，常用Ｔｃ表示。
直至1986年以前，人们经过70多年的努力才获得了最高临界温度为23Ｋ的Ｎｂ3Ｇｅ超导材料。
1986年4月，贝德诺兹（Ｂｅｄｎｏｒｚ）和缪勒（Ｍüｌｌｅｒ）创造性地提出了在Ｂａ-Ｌａ-Ｃｕ-Ｏ系化合物中存在高Ｔｃ超导的可能性。
1987年初，中国科学院物理研究所赵忠贤等在这类氧化物中发现了Ｔｃ＝48Ｋ的超导电性。
同年2月份，美籍华裔科学家朱经武在Ｙ-Ｂａ-Ｃｕ-Ｏ系中发现了Ｔｃ＝90Ｋ的超导电性。
这些发现使人们梦寐以求的高温超导体变成了现实的材料，可以说这是科学史上又一次重大的突破。
其后，在1988年1月，日本科学家ＨｉｒａｓｈｉＭａｅｄａ报导研制出临界温度为106Ｋ的Ｂｉ-Ｓｒ-Ｃａ-Ｃｕ-Ｏ系新型高温超导体。
同年2月，美国阿肯萨斯大学的ＡｌｌｅｎＨｅｒｍａｎｎ和Ｚ．Ｚ．Ｓｈｅｎｇ等发现了临界温度为106Ｋ的Ｔｌ-Ｂａ-Ｃａ-Ｃｕ-Ｏ系超导体。
一个月后，ＩＢＭ的Ａｌｍａｄｅｎ又将这种体系超导体的临界温度提高到了125Ｋ。
1989年5月，中国科技大学的刘宏宝等通过用Ｐｂ和Ｓｂ对Ｂｉ的部分取代，使Ｂｉ-Ｓｒ-Ｃａ-Ｃｕ-Ｏ系超导材料的临界温度提高到了130Ｋ。
在物理工作及材料探索工作的同时，应用方面也做了大量的工作，如超导量子干涉仪（SQUID）、超导磁铁等低温超导材料已商品化，而高温超导的发现，为超导应用带来了新的希望，而我国利用熔融织构法制备的Bi系银包套高Tc超导线材也已商品化。
一、实验目的1．利用动态法测量高临界温度氧化物超导材料的电阻率随温度的变化关系。
2．通过实验掌握利用液氮容器内的低温空间改变氧化物超导材料温度、测温及控温的原理和方法。
3．学习利用四端子法测量超导材料电阻和热电势的消除等基本实验方法以及实验结果的分析与处理。
4．选用稳态法测量临界温度氧化物超导材料的电阻率随温度的变化关系并与动态进行比较。
二、实验原理1．临界温度Ｔc 的定义及其规定超导体具有零电阻效应，通常把外部条件（磁场、电流、应力等）维持在足够低值时电阻突然变为零的温度称为超导临界温度。
实验表明，超导材料发生正常→超导转变时，电阻的变化是在一定的温度间隔中发生，而不是突然变为零的，如图（1）所示。
起始温度Ｔｓ（Ｏｎｓｅｔ Ｐｏｉｎｔ）为Ｒ—Ｔ曲线开始偏离线性所对应的温度；中点温度Ｔm （m ｉｄ Ｐｏｉｎｔ）为电阻下降至起始温度电阻Ｒｓ的一半时的温度；零电阻温度Ｔ为电阻降至零时的温度。
而转变宽度ΔＴ定义为Ｒｓ下降到90％及10％所对应的温度间隔。
高Ｔc 材料发现之前，对于金属、合金及化合物等超导体，长期以来在测试工作中，一般将中点温度定义为Ｔc ，即Ｔc ＝Ｔm 。
对于高Ｔc 氧化物超导体，由于其转变宽度ΔＴ较宽，有些新试制的样品ΔＴ可达十几Ｋ，再沿用传统规定容易引起混乱。
因此，为了说明样品的性能，目前发表的文章中一般均给出零电阻温度Ｔ （Ｒ＝0）的数值，有时甚至同时给出上述的起始温度、中点温度及零电阻温度。
而所谓零电阻在测量中总是与测量仪表的精度、样品的几何形状及尺寸、电极间的距离以及流过样品的电流大小等因素有关，因而零电阻温度也与上述诸因素有关、这是测量时应予注意的。
2. 样品电极的制作 目前所研制的高Ｔc 氧化物超导材料多为质地松脆的陶瓷材料，即使是精心制作的电极，电极与材料间的接触电阻也常达零点几欧姆，这与零电阻的测量要求显然是不符合的。
为消除接触电阻对测量的影响，常采用图（2）所示的四端子法。
两根电流引线与直流恒流电源相连，两根电压引线连至数字电压表或经数据放大器放大后接至Ｘ-Ｙ记录仪，用来检测样品的电压。
按此接法，电流引线电阻及电极1、4与样品的接触电阻与2、3端的电压测量无关。
2、3两电极与样品间存在接触电阻，通向电压表的引线也存在电阻，但是由于电压测量回路的高输入阻抗特性，吸收电流极小，因此能避免引线和接触电阻给测量带来的影响。
按此法测得电极2、3端的电压除以流过样品的电流，即为样品电极2、3端间的电阻。
本实验所用超导样品为商品化的银包套铋锶钙铜氧高Tc 超导样品，四个电极直接用焊锡焊接。
1 2 3 4图（2）四端子接法图 （1）超导材料的电阻温度曲线3．温度控制及测量临界温度Ｔc的测量工作取决于合理的温度控制及正确的温度测量。
目前高Ｔc氧化物超导材料的临界温度大多在60Ｋ以上，因而冷源多用液氮。
纯净液氮在一个大气压下的沸点为77．348Ｋ，三相点为63．148Ｋ，但在实际使用中由于液氮的不纯，沸点稍高而三相点稍低（严格地说，不纯净的液氮不存在三相点）。
对三相点和沸点之间的温度，只要把样品直接浸入液氮，并对密封的液氮容器抽气降温，一定的蒸汽压就对应于一定的温度。
在77Ｋ以上直至300Ｋ，常采用如下两种基本方法。
` （1）普通恒温器控温法。
低温恒温器通常是指这样的实验装置。
它利用低温流体或其他方法，使样品处在恒定的或按所需方式变化的低温温度下，并能对样品进行一种或多种物理量的测量。
这里所称的普通恒温器控温法，指的是利用一般绝热的恒温器内的锰铜线或镍铬线等绕制的电加热器的加热功率来平衡液池冷量，从而控制恒温器的温度稳定在某个所需的中间温度上。
改变加热功率，可使平衡温度升高或降低。
由于样品及温度计都安置在恒温器内并保持良好的热接触，因而样品的温度可以严格控制并被测量。
这样控温方式的优点是控温精度较高，温度的均匀性较好，温度的稳定时间长。
用于电阻法测量时，可以同时测量多个样品。
由于这种控温法是点控制的，因此普通恒温器控温法应用于测量时又称定点测量法。
（2）温度梯度法。
这是指利用贮存液氮的杜瓦容器内液面以上空间存在的温度梯度来自然获取中间温度的一种简便易行的控温方法。
样品在液面以上不同位置获得不同温度。
为正确反映样品的温度，通常要设计一个紫铜均温块，将温度计和样品与紫铜均温块进行良好的热接触。
紫铜块连结至一根不锈钢管，借助于不锈钢管进行提拉以改变温度。
本实验的恒温器设计综合上述两种基本方法，既能进行动态测量，也能进行定点的稳态测量，以便进行两种测量方法和测量结果的比较。
4．热电势及热电势的消除用四端子法测量样品在低温下的电阻时常会发现，即使没有电流流过样品，电压端也常能测量到几微伏至几十微伏的电压降。
而对于高Ｔc超导样品，能检测到的电阻常在10－5～10－1Ω之间，测量电流通常取1至100mA左右，取更大的电流将对测量结果有影响。
据此换算，由于电流流过样品而在电压引线端产生的电压降只在10－2～103μＶ之间，因而热电势对测量的影响很大，若不采取有效的测量方法予以消除，有时会将良好的超导样品误作非超导材料，造成错误的判断。
测量中出现的热电势主要来源于样品上的温度梯度。
为什么放在恒温器上的样品会出现温度的不均匀分布呢?这取决于样品与均温块热接触的状况。
若样品简单地压在均温块上，样品与均温块之间的接触热阻较大。
同时样品本身有一定的热阻也有一定的热容。
当均温块温度变化时，样品温度的弛豫时间与上述热阻及热容有关，热阻及热容的乘积越大，弛豫时间越长。
特别在动态测量情形，样品各处的温度弛豫造成的温度分布不均匀不能忽略。
即使在稳态的情形，若样品与均温块之间只是局部热接触（如不平坦的样品面与平坦的均温块接触），由引线的漏热等因素将造成样品内形成一定的温度梯度。
样品上的温差ΔＴ会引起载流子的扩散，产生热电势E。
=（1）TE∆SS是样品的微分热电势，其单位是μＶ·Ｋ－1。
图 （3） 低温恒温器 1 4 5 62 对高Ｔc 超导样品热电势的讨论比较复杂，它与载流子的性质以及电导率在费密面上的分布有关，利用热电势的测量可以获知载流子性质的信息。
对于同时存在两种载流子的情况，它们对热电势的贡献要乘一权重，满足所谓Ｎｏｒｄｈｅｉm-Ｇｏｒｔｅｒ法则。
B B A A S S S σσ+σσ= （2） 式中A S 、B S 是A 、B 两种载流子本身的热电势，A σ、B σ分别为A 、B 两种载流子相应的电导率。
B A σσσ+= , 材料处在超导态时，0=S 。
为消除热电势对测量电阻率的影响，通常采取下列措施：1、对于动态测量。
应将样品制得薄而平坦。
样品的电极引线尽量采用直径较细的导线，例如直径小于0．1mm 的铜线。
电极引线与均温块之间要建立较好的热接触，以避免外界热量经电极引线流向样品。
同时样品与均温块之间用导热良好的导电银浆粘接，以减少热弛豫带来的误差。
另一方面，温度计的响应时间要尽可能小，与均温块的热接触要良好，测量中温度变化应该相对地较缓慢。
对于动态测量中电阻不能下降到零的样品，不能轻易得出该样品不超导的结论，而应该在液氮温度附近，通过后面所述的电流换向法或通断法检查。
2、对于稳态测量。
当恒温器上的温度计达到平衡值时，应观察样品两侧电压电极间的电压降及叠加的热电势值是否趋向稳定，稳定后可以采用如下方法。
（1）电流换向法：将恒流电源的电流Ｉ反向，分别得到电压测量值U A 、U B ，则超导材料测电压电极间的电阻为I2|U U |R B A -= （3） （2）电流通断法：切断恒流电源的电流，此时测电压电极间量到的电压即是样品及引线的积分热电势，通电流后得到新的测量值，减去热电势即是真正的电压降。
若通断电流时测量值无变化，表明样品已经进入超导态。
三、实验仪器１．低温恒温器实验用的恒温器如图（3）所示，均温块1是一块经过加工的紫铜块，利用其良好的导热性能来取得较好的温度均匀区，使固定在均温块上的样品和温度计的温度趋于一致。
铜套2的作用是使样品与外部环境隔离，减小样品温度波动。
提拉杆3采用低热导的不锈钢管以减少对均温块的漏热，经过定标的铂电阻温度计4及加热器5与均温块之间既保持良好的热接触又保持可靠的电绝缘。
测试用的液氮杜瓦瓶宜采用漏热小，损耗率低的产品，其温度梯度场的稳定性较好，有利于样品温度的稳定。
为便于样品在液氮容器内的上下移动，附设相应的提拉装置。