高温超导材料及应用
高温超导材料应用与发展前景

高温超导材料应用与发展前景高温超导材料是一类具有独特电性能的材料,其在极低温度下可以表现出零电阻和完全抗磁性的特点。
这种材料的发现引起了科学界的广泛关注并被认为具有重大的应用潜力。
本文将探讨高温超导材料的应用及其发展前景。
一、高温超导材料的应用领域1. 能源传输与储存高温超导材料可以用于电能传输和储存中,其零电阻的特性可以有效减少能量损耗和线路的电阻。
利用高温超导材料可以建立超导电缆和输电线路,提高电力传输效率,减少能源损耗。
此外,高温超导材料还可以应用于超导储能技术,将电能存储在超导器件中,随时供应给需要的地方,增加电力系统的稳定性和灵活性。
2. 磁共振成像高温超导材料可以应用于磁共振成像领域,用于医学诊断和科学研究。
磁共振成像是一种无创、无辐射的成像技术,对于身体内部的组织结构和功能状态都能提供详细的信息。
使用高温超导材料制备的磁共振成像仪器可以提高成像分辨率和信噪比,为医生提供更准确的诊断结果,并加快病人的检查速度。
3. 电子器件高温超导材料可以应用于电子器件领域,如超导电子器件和超导逻辑器件。
超导电子器件可以实现更高的工作频率和更低的功耗,提高电子器件的性能。
超导逻辑器件则可以用于超高速计算和数据处理,有望在未来的量子计算机中发挥重要作用。
二、高温超导材料的发展前景1. 材料性能的提升目前已经发现的高温超导材料在液氮温度下才能实现超导态,难以广泛应用于实际生产和生活中。
然而,科学家们正致力于寻找更高温超导材料,并希望能在室温下实现超导。
如果能找到室温超导材料,将会突破目前超导技术的使用限制,推动超导技术在各个领域的广泛应用。
2. 制备工艺的改进高温超导材料的制备工艺和成本仍然是制约其应用的主要障碍之一。
目前的制备工艺复杂,成本高昂,无法满足大规模制造的需求。
科学家们正在努力改进制备工艺,寻找更加简单、高效的方法,以降低制造成本,使高温超导材料的应用更为普及。
3. 合作与交流的加强高温超导材料的研发和应用是一个多领域、跨学科的工作,需要各个领域的科学家和工程师的合作与交流。
高温超导材料及其潜在应用领域

高温超导材料及其潜在应用领域超导材料是一类在极低温度下(低于其临界温度)能够通过电流传导而没有电阻的材料。
近年来,人们对高温超导材料及其潜在应用领域的研究越来越多,因为它们具有巨大的应用潜力。
本文将介绍高温超导材料的基本概念、主要特性以及其在能源、电子技术、医学和交通运输等领域的潜在应用。
高温超导材料是相对于传统的低温超导材料而言的。
传统的低温超导材料需要在接近绝对零度(-273.15摄氏度)的温度下才能实现超导状态,这限制了它们的应用范围。
而高温超导材料在相对较高的温度下(通常为液氮沸点以下)即可实现超导状态,大大提高了其应用的实际性。
高温超导材料具有许多重要的特点。
首先,它们表现出极低的电阻,使得电流在其内部可以无阻力地流动。
这不仅提高了能源传输的效率,也有助于节约能源和减少能源损耗。
其次,高温超导材料的磁场排斥效应非常强,可以用于制造超导磁体和磁悬浮技术。
此外,高温超导材料还表现出较好的热稳定性和机械强度,可以应用于高温环境和高强度的工程应用。
高温超导材料在能源领域有着重要的应用潜力。
由于它们能够实现电流的无损传输,因此可以用于制造高效的电力输送线路和变压器,从而提高电网的传输效率。
此外,高温超导材料还可以用于制造高性能的电池和储能设备,有助于解决可再生能源的不稳定性和储能问题。
例如,高温超导磁体可以用于制造电力系统的稳定器和高速列车的驱动系统,大大提高能源利用效率。
在电子技术领域,高温超导材料也有着广泛的应用潜力。
它们可以用于制造超导电子器件,如SQUID(超导量子干涉器件)和超导单量子比特(量子计算相关)。
这些器件具有极高的灵敏度和处理速度,可以应用于电磁场探测、测量和存储等领域,有助于推动电子技术的进一步发展。
在医学领域,高温超导材料的应用也非常有前景。
它们可以用于制造超导磁共振成像(MRI)设备,提高成像的分辨率和准确性。
此外,高温超导材料还可以用于制造超导磁体和探头,用于神经科学研究和神经干细胞治疗等领域。
高温超导材料的研究及其应用

高温超导材料的研究及其应用随着科技的不断发展,已经出现了许多重大的科学发现和技术进步,其中高温超导材料就是其中之一。
近年来,高温超导材料作为一种具有很高应用价值的新型材料,已引起了科学界和工业界广泛关注和研究。
它可以用于制造高能电子器件、高速列车、环地带行星测量设备等,有着广阔的应用前景。
一、高温超导材料的研究意义高温超导材料是指在大约90K左右的温度下,电阻率突然降至0的金属材料。
1994年,由美国高温超导研究团队在La-Ba-Cu-O氧化物掺杂系统中发现了金属材料的高温超导现象。
这一发现重大意义在于,它打破了人们对超导现象只能出现在极度低温下的观念。
高温超导材料的研究意义在于它具有极高的应用价值。
一方面,高温超导材料可以大大提高电气传输效率,减少电能损失,这对于国家能源的节约和环境保护都有着重要的意义。
另一方面,高温超导材料的应用可以改变现代科技的面貌,例如用于制造高速列车或超导磁体,这将对人们的生活、工作和出行方式产生重要影响。
二、高温超导材料的研究成果高温超导材料的研究是一个长期而艰苦的过程,一直到现在仍有很多问题需要解决。
但是,在这个过程中,科学家们也得到了很多重要的研究成果。
其中,最显著的成果就是发现高温超导材料的机理和制造方法。
高温超导材料的机理是指高温超导现象的本质和发生机制。
考虑到许多金属材料在温度较低时就已经展现出类似于超导的现象,因此一些科学家开始尝试在这些材料的基础之上研究高温超导材料。
经过大量的实验研究,科学家最终理解了高温超导现象的基本机理:高温超导材料中电荷和磁场的相互作用导致电子成对结合,从而展现出超导现象。
这是高温超导材料之所以能够在较高的温度下展现出超导现象的关键。
高温超导材料的制造方法是指制备高温超导材料的生产过程和方法。
随着高温超导材料的研究深入,科学家们逐渐掌握了一些制备高温超导材料的有效方法,例如固相反应法、溶胶-凝胶法和化学气相沉积法等。
这些方法不仅极大地提高了制备高温超导材料的成功率,而且使得材料的制备更为简便。
高温超导材料的研究及应用前景分析

高温超导材料的研究及应用前景分析1. 背景介绍高温超导材料是指能在相对较高的温度下表现出超导性质的材料。
这种材料的发现在物理学界引起了广泛的关注,因为它具有很高的科学研究价值和广泛的应用前景。
1990年,高温超导材料的发现被授予了诺贝尔物理学奖。
目前,这种材料已经应用于许多领域,如能源、医学、电子设备等。
2. 高温超导材料的研究高温超导材料研究是一个非常复杂和重要的领域。
高温超导材料的研究主要包括以下几个方面:(1)制备技术高温超导材料的制备技术是研究的首要问题。
有许多方法可以制备这种材料,如固相法、水热法、溶胶-凝胶法等。
这些方法的成功率和效率都有待改善,并且需要更多的探索和研究。
(2)超导性质研究高温超导材料的超导性质是研究的重点。
通过电阻、磁通量等性质的测试,可以探究材料的超导性质。
这些研究为理解高温超导材料提供了很重要的基础。
(3)微结构研究高温超导材料的微结构也是研究的重点之一。
通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜等技术,可以观察到材料的微观结构,从而深入理解高温超导材料的性质和特点。
3. 高温超导材料的应用前景高温超导材料目前有许多应用前景,这些应用可以分为以下几个领域:(1)能源高温超导材料可以应用于发电机、输电线、电池等领域。
这些应用的优势在于高温超导材料的电导率和电流密度比传统的导体要高得多,因此可以减少能源的损失和浪费。
(2)医学高温超导材料可用于MRI机(磁共振成像)的制造。
高温超导材料可以制造更大的磁场,从而提高成像的分辨率和准确度。
这种材料还可以用于治疗癌症和其他疾病。
(3)电子设备高温超导材料可以应用于制造电子设备,如微波器件、计算机芯片等。
这种材料的电流密度比铜要高得多,因此可以提高设备的性能和速度。
总之,高温超导材料是一个非常有前途和重要的领域。
虽然还存在很多问题和挑战,但是我们相信随着科技的不断进步和深入研究,这种材料一定会发掘更多的应用领域,为人们的生活和发展带来更多的便利和贡献。
高温超导材料的性能表征与应用

高温超导材料的性能表征与应用高温超导材料是指能够在相对较高的温度下表现出超导特性的材料。
传统的超导材料需要极低的温度才能发挥超导效应,而高温超导材料的出现使得超导技术在实际应用中具有更大的潜力。
本文将重点介绍高温超导材料的性能表征方法以及其在各个领域的应用。
性能表征是评估材料质量和性能的重要手段,对于高温超导材料也不例外。
以下是一些常用的性能表征方法:1. 临界温度(Tc)的测量:临界温度是指超导材料在一定外加条件下开始表现出超导性的温度。
常用的测量方法包括电阻和磁化率的测试。
电阻测试通过观察材料的电阻随温度变化的关系来确定临界温度。
磁化率测试则通过测量超导体在外磁场下的磁化强度来确定临界温度。
这两种方法都需要在严格的实验条件下进行,并结合其他物理性质的测量来获得准确的结果。
2. 超导电性能的测量:超导电性是高温超导材料最重要的性能之一。
通过测量材料的电阻、电流-电压关系、磁化率等性质可以得到超导材料的基本电性能参数,如超导电流密度、临界电场强度等。
这些参数对于超导材料在电力传输、储能等领域的应用具有重要的指导意义。
3. 结构分析:高温超导材料的结构分析可以通过X射线衍射、电子扫描显微镜等方法进行。
这些方法可以确定材料的晶体结构、晶格参数以及缺陷等信息。
结构分析对于研究超导机制、改善材料性能以及制备新材料具有重要意义。
4. 磁场依赖性的测量:磁场对超导性能的影响是研究超导材料的重要方面之一。
通过测量材料在不同磁场下的超导电性能可以研究材料对磁场的响应以及磁场对电流的影响。
这种测量方法可以揭示材料的磁通钉扎和抗磁性等特性,有助于理解超导机制。
高温超导材料由于具有较高的临界温度和优越的超导性能,在多个领域具有广泛的应用前景。
以下是一些典型的应用领域:1. 电力传输与储能:高温超导材料具有较高的超导电流密度和较高的临界电场强度,可以用于提高电力传输线路的传输能力和效率。
另外,高温超导材料也可以应用于超导磁体和超导能量储存设备,实现电能的高效储存和传输。
高温超导材料的研究发展及应用

高温超导材料的研究发展及应用随着科学技术的不断发展和进步,高温超导材料的研究和应用已经成为了当今最热门的研究方向之一。
高温超导材料的研究具有极高的学术价值和应用前景,不仅可以推动新能源、新材料等领域的发展,也可以助力解决其他社会问题。
本文将从材料的基本概念、研究历程与现状、以及应用前景三个方面对高温超导材料进行探讨。
一、基本概念高温超导材料是指在一定温度下能够以零电阻的方式导电,并表现出磁场排斥效应的一类产物。
它与普通的超导材料不同之处在于,其临界温度要高于低温液氮沸腾点(77K),而普通超导材料的临界温度一般在4K以下。
高温超导材料的发现是当代材料科学领域的一个重要突破,它大大提高了超导技术的开发和使用效率。
二、研究历程与现状高温超导材料是从20世纪80年代初开始研究起来的。
1986年,Bednorz和Müller发现一种高温超导材料,其临界温度高于液氮沸腾点三倍以上,这一发现成为了高温超导材料研究的开端。
高温超导材料的研究进展得非常快,不久之后,又相继发现了多种不同类型的高温超导材料。
其中以铜基和铁基高温超导材料研究最为广泛。
虽然高温超导材料在理论和实践中已经取得了一些进展,但是直到现在,我们对高温超导材料的本质仍不清楚。
虽然我们已经知道了它们的临界温度和一些物理特性,但是对于它们的形成机制仍处于不断地研究之中。
今天,高温超导材料已经成为了材料科学领域的重要研究对象之一。
许多研究人员都在致力于寻找新的高温超导材料,以提高其性能和应用性。
但是,这一领域的研究面临着许多困难和挑战。
一些研究人员表示,我们现在对高温超导材料的研究仍然缺乏足够的系统性和深度。
在今后的研究中,我们需要更加深入地探寻高温超导材料的本质,以寻找更多的应用领域和开发途径。
三、应用前景高温超导材料的应用前景非常广泛。
以新能源领域为例,高温超导材料可以被用于制造高能密度超导电机、电缆、电器等,以提高电能的传输和利用效率。
高温超导材料在电力设备中的应用与发展前景

高温超导材料在电力设备中的应用与发展前景随着科学技术的不断发展,高温超导材料作为一种具有巨大潜力的材料,正被广泛应用于电力设备中。
高温超导材料具有较低的电阻和强电流承载能力,可大幅提高电力设备的效率和稳定性。
因此,研究和开发高温超导材料在电力设备中的应用具有重要的意义。
首先,高温超导材料在电力输配电系统中的应用非常广泛。
传统电网中,电能的输送过程中由于电阻带来了较大的损耗。
而高温超导材料由于其极低的电阻特性,可以将电能损耗减到最低,增加输电效率。
此外,高温超导材料的高电流承载能力,使得电网的输电能力得到大幅提升,可以在不增加线路容量的情况下实现更高的输电能力。
其次,高温超导材料在电力转换设备中的应用也具有巨大潜力。
电力变压器作为电力转换设备的关键组成部分,对高温超导材料的应用有着巨大的需求。
由于高温超导材料的低电阻特性,电力变压器的能耗减少,效率提高,从而降低了能源浪费和排放。
此外,高温超导材料具有较高的磁场耐受能力,可用于提高变压器的性能和可靠性。
在再生能源领域,高温超导材料的应用也具有重要意义。
太阳能和风能等再生能源具有不稳定性,因此需要具备稳定性的电力设备来存储和转换能源。
高温超导材料具有非常好的能量存储和传输能力,可以为再生能源设备提供快速响应和稳定功率输出。
此外,高温超导材料还能有效降低再生能源设备整体的成本和体积。
在未来的发展前景方面,高温超导材料在电力设备中的应用前景广阔。
一方面,随着高温超导材料制备技术的进一步发展和成熟,其制造成本将逐渐降低,进一步推动其在电力设备中的应用。
另一方面,高温超导材料的研究还有很大的发展空间,未来可能会出现更加先进和高效的材料,进一步提高电力设备的性能。
然而,高温超导材料在电力设备中应用的发展仍面临一些挑战。
首先,高温超导材料的稳定性和可靠性仍需进一步提高,以确保其在长期运行过程中稳定工作。
其次,高温超导材料的制备技术还不够成熟,需要进一步研究和改进,以实现规模化生产和大规模应用。
高温超导材料及其应用研究

高温超导材料及其应用研究引言高温超导材料是一种新型的材料,它具有优异的超导性能,能够在相对较高的温度下实现零电阻电流传输和磁场屏蔽。
随着人们对超导技术应用的不断深入研究,高温超导材料的应用前景正在逐渐显示出来。
本文将系统地介绍高温超导材料的研究进展以及它们在能源、磁性、电子等领域的应用。
第一章高温超导材料的特性超导现象是指某些材料在低温下电阻变成零,电流可以无阻力传输的奇特现象。
而高温超导材料的“高温”是指在液氮温度以下,可以达到较高的临界温度。
高温超导材料的主要特性包括:1. 零电阻:在一定的温度和磁场下,高温超导材料表现出零电阻特性,电流可以无阻力传输。
2. 磁场屏蔽:高温超导材料对磁场的屏蔽效果很好,可以用于制造超导磁体。
3. 超导电性:高温超导材料表现出超导电性,电流可以通过材料内部的超导电流通过。
第二章高温超导材料的研究进展随着人们不断加深对材料科学的研究,高温超导材料也得到了广泛的关注。
下面将介绍几种常见的高温超导材料及其研究进展。
1. 铜氧化物超导材料铜氧化物超导材料是目前研究较为深入的一种高温超导体系,其复合材料中主要的超导材料包括YBa2Cu3O7-δ、Tl2Ba2Ca2Cu3Ox、Bi2Sr2CaCu2Oy等。
其中,YBa2Cu3O7-δ是最常见的一种铜氧化物超导材料。
2. 铁基超导材料铁基超导材料是指含有铁元素的超导材料。
这种超导材料的临界温度比铜氧化物超导材料更高,但复合材料制备难度也更大。
目前已经发现的一些常见的铁基超导材料包括Ba1-xKxFe2As2、FeSe等。
3. 铋基超导材料铋基超导材料是一种在大气压下超导的超导材料。
这种材料的复合材料中主要包括Bi-Sr-Ca-Cu-O(2223)/Ag等。
它的临界温度可以达到100K以上。
第三章高温超导材料在能源领域的应用高温超导材料在能源领域有着广泛的应用,下面将介绍几个常见的应用场景。
1. 超导电缆超导电缆是一种新型的输电方式,它比传统的电缆更节能、更环保。
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高温超导材料及应用《物理学在高新技术材料中的应用》主要内容.超导体的基本知识.超导研究的历史.高温超导体的发现和特性.铁基高温超导体新进展.超导材料的应用一、超导体的基本知识1、超导体的零电阻特性.电阻为零R=0 (Superconductor)TC:超导临界温度,T<TC, R=01911年荷兰科学家Onnes观测到Hg的电阻在4.2K突然下降为零,首次发现了超导现象。
超导环中的永久电流实验:r.10-23W.cm卡末林·昂内斯H. Kamerlingh-Onnes (1853--1926)1913年,诺贝尔物理学奖,因对物质低温性质的研究和液氦的制备而获奖。
R=0in superconductor超导体高温超导体YBCO的电阻-温度曲线2. Meissner效应Meissner效应(完全抗磁性, 理想抗磁性) 完全抗磁性是指磁场中的金属处于超导状态时,体内的磁感应强度为零的现象。
这一现象是荷兰科学家迈斯纳发现的,因此又称为迈斯纳效应。
他在实验中发现,放在磁场中的球形的锡在过渡到超导态的时候,锡球周围的磁场都突然发生了变化,磁力线似乎一下子被排斥到导体之外。
进一步研究发现,原来超导体表面能够产生一个无损耗的抗磁超导电流,这一电流产生的磁场,恰巧抵消了超导体内部的磁场。
磁感应强度B=0(超导体内)Meissner 和Ochsenfeld 1933年发现----和理想导体不同----存在一临界磁场H> HC 超导态到.正常态7完全抗磁性球体置于外磁场中的超导体会表现出完全抗磁性,即超导体内部磁感应强度恒为零的现象—称为“迈斯纳效应”Meissner 效应由于Meissner效应,磁铁和超导体之间存在很强的排斥作用,----磁悬浮右图:小磁体悬浮在超导体上。
3. 表征超导体的重要物理量.超导临界温度:Tc ~ 165 K (5万大气压), record, Hg-1223.临界磁场:Hc.穿透深度:. λ磁场在超导体表面穿透进入超导体的深度,~ 10 –100 nm.相干长度:. ζ,电子配对(Cooper对)的尺寸,~1-50nm临界电流:Jc,最大能通过的电流.超导能隙:Δ.,超导态(基态)与激发态的能量差,或者说,破坏一个Cooper对需要2Δ.的能量.Ginzburg-Landau参量:κ=λ/ζ4. Josephson(约瑟夫森)效应Φ0=2x10-7Gauss/cm2随磁通量变化类似光学衍射约瑟夫森效应(Josephson Effect)1962年,Josephson 预言超导电子对隧道效应,并被实验证实,在Josephson效应基础上形成“超导电子学”。
1962年,英国剑桥大学超导物理学家皮帕德(A.B.Pippard)的研究生,年仅22岁bd_josep.1973 Nobel Prize for Physics(with Leo Esaki and IvarGiaever)Completed the great work as apostgraduate!研究生关于约瑟夫森1969年约瑟夫森是剑桥大学的初级研究员,1965 -1966年到美国伊利诺伊大学访问,任究助理教授。
1972年成为高级讲师,1974年成为物理教授。
目前他仍然在剑桥大学卡文迪什实验室(物理系)的凝聚态研究组工作,负责“心物统一项目”的研究工作,即从事一些不被主流科学界认可的“特异功能”研究,特别是对“遥视”的研究。
60年代末,他离开了主流科学领域,从事实智能、意识、超心理学的研究。
他个人兴趣广泛,爱好登山、滑冰、摄影和天文学。
在漫长的超心理学研究中,他可没有象在超导研究中那么幸运,至今他仍然被科学界视为端。
1994年8月12日约瑟夫森在《泰晤士报高教增刊》(Times Higher Education Supplement)上著文为科学上的异端作了辩护,特别提到大剂量服用维生素C、反引力和意念致动问题。
他的观点很明确,总是为“弱者”辩护,并极力抱怨他们受到了科学界不公正的待遇。
超导量子干涉仪(SQUID)Φ0=2x10-7Gauss/cm25、超导理论:Bardeen、Cooper、Schrierfer理论(BCS理论)1986年发现的铜氧化物超导体的超导电性不能用BCS理论解释6、超导体的分类I 类超导体:Pb, Sn, Hg等单质金属B.Bc超导态.正常态Bc一般很小, 中间态概念I.Ic超导态.正常态Ic一般很小(通常无用)第一类超导体.在超导态是理想的抗磁体(Meissner态)。
HC:临界磁场当H>HC, 转变为正常态超导态完全抗磁性正常态一些元素的超导临界温度Pb 7.2 K La 4.9 K Ta 4.47 K Hg 4.15 K Sn 3.72 K In 3.40 K Tl 1.70 K Rh 1.697 K Pr 1.4 K Th 1.38 K Al 1.175 K Ga 1.10 K Ga 1.083 K Mo 0.915 K Zn 0.85 K Os 0.66 K Zr 0.61 K Am 0.6 K Cd 0.517 K Ru 0.49 KTi 0.40 K U 0.20 K Ha 0.128 K Ir 0.1125 K Lu 0.1 K Be 0.026 K W 0.0154 K Pt 0.0019 K Rh 0. K已知的超导元素超导体的分类.第II类超导体两个临界磁场HC1、HC2H.Hc1Meissner态,完全抗磁通B=0Hc1 .H .Hc2混合态,磁通格子态磁通量子、磁通钉扎、流动、蠕动。
H.Hc2正常态理想第II类超导体、非理想第II类超导体第二类超导体相图Meissner态混合态正常态HC1当HC1<H<HC2,处于混合态,磁通部分穿透进超导体,抗磁性不完全。
在混合态的磁通线有规律地排列成三角或四方格子,称为磁通格子。
HC2TH混合态NbSe2, STM.1957年,苏联物理学家阿布里科索夫提出存在第二类超导体,其主要特点是存在下临界场Hc1和上临界磁场Hc2。
.当材料处于H <Hc1的外加磁场中时,材料为完全超导态;.当Hc1<H<Hc2时,材料处于部分超导态,材料内部出现许多细小的管状正常态区域——有磁场通过——称为磁通线;---混合态当H > Hc2, 变成正常态.Mixed State, vortices混合态涡流II类超导体磁通穿透合金及化合物超导体Cs3C6040 K (Highest-Tc Fulleride) MgB239 K Ba0.6K0.4BiO330 KNb3Ge 23.2K Nb3Si 19K Nb3Sn 18.1K Nb3Al 18KV3Si 17.1K Ta3Pb 17K V3Ga 16.8K Nb3Ga 14.5KV3In 13.9K Nb0.6Ti0.49.8 K (First superconductive wire) Nb 9.25KTc 7.80K V 5.40 KNote: These 3 are the only elemental Type 2superconductors.HoNi2B2C 7.5 K (Borocarbide)Fe3Re26.55K GdMo6Se85.6K (Chevrel) CoLa34.28KMnU6 2.32K (Heavy Fermion) AuZn3 1.21KNote: The above 6 compounds contain elements thatare ferromagnetic or anti-ferromagnetic (asoxides). This makes them very reluctant (andunusual) superconductors. See the "Atypical" pagefor more.Sr.08WO3 2-4 K (Tungsten-bronze)Tl.30WO3 2.0-2.14 K (")Rb.27-.29WO31.98 K (")AuIn30.00005 KHigh-Tc cuprates: Tc, max ~ 135 K (常压), 165 K (高压)Fe(Ni) pnictides: Tc, max ~ 56 K二、超导研究的历史过程1、1986年以前超导研究过程.1911年Onnes发现Hg在4.2K电阻突然下降为零.1933年Meissner效应的发现.1911-1932年间, 以研究元素的超导电性。
Hg、Pb、Sn、In、Ta…..1932-1953年,发现了许多具有超导电性的合金。
如Pb-Bi,NbC,MoN,Mo-Re……..1953-1973年,发现了一系列A15型超导体和三元系超导体。
如Tc.17K的V3Si,Nb3Sn;特别是Nb3Ga,Nb3Ge Tc.23.2K其中1957年提出了BCS理论(1972年诺贝尔物理奖)1962年发现了Josephson效应(1973年诺贝尔物理奖)2、1973-1986年.超导临界温度的提高,停滞不前。
Tc=23.2K Nb3Ge (1973年发现)非常规超导体研究得到了蓬勃发展重Fermi子超导体非晶态超导体低载流子密度超导体磁性超导体低维无机超导体超晶格超导体有机超导体三、高温超导体研究的重大突破1986年Müller 和Bednorz 发现高温超导体1986.1 La2-xBaxCuO4 35K1987.2 YBa2Cu3O7 90K1988.1 Bi-Sr-Ca-Cu-O 80K,110K1988.3 Tl-Ba-Ca-Cu-O 130K1992 Hg-Ba-Ca-Cu-O 135K(几万个大气压165K)高温超导体的机理研究.1987年两人获得诺贝尔物理学奖高温超导体难以用BCS理论解释超导转变温度Tc大大超出BCS理论极限40K;正常态非常反常(T > Tc)不符合通常金属的理论—郎道费米液体理论高温超导体是强关联电子体系.超导能隙.具有强的各向异性–d波对称性.奇怪的同位素效应:BCS理论给出:Tc ∝M-α., α.=0.5, M为同位素质量高温超导体:α.~ 0高温超导体的结构.在结构上看,是类钙钛矿结构, 铜和氧在ab方向上形成了CuO2平面, 层状结构特性. .CuO2平面是导电平面,是主要的.电子特性具有准二维特性..有人说:只要有CuO2平面和可移动的载流子,就必定是个超导体高温超导体是II类超导体.La系:La2-xXxCuO4(X=Ca, Sr, Ba) (也称214相).Y系:YBa2Cu3O7 (也称123相),Y可用其它稀土元素替代。