超导电性的探索(编辑修改稿)

超导电性的探索(编辑修改稿)内容摘要：

导体主要包括金属化合物及其合金。 第 II 类超导体和第 I 类超导体的区别主要在于： ■ 第 II 类超导体由正常态转变为超导态时有一个中间态（混合态）； ■ 第 II 类超导体的混合态中有磁通线存在，而第 I 类超导体没有； ■ 第 II 类超导体比第 I 类超 导体有更高的临界磁场、更大的临界电流密度和更高的临界温度。 第 II 类超导体根据其是否具有磁通钉扎中心而分为理想第 II 类超导体和非理想第 II 类超导体。 理想第 II 类超导体的晶体结构比较完整，不存在磁通钉扎中心，并且当磁通线均匀排列时，在磁通线周围的涡旋电流将彼此抵消，其体内无电流通过，从而不具有高临界电流密度。 非理想第 II 类超导体的晶体结构存在缺陷，并且存在磁通钉扎中心，其体内的磁通线排列不均匀，体内各处的涡旋电流不能完全抵消，出现体内电流，从而具有高临界电流密度。 在实际上，真正适合于实际应用的超导 材料是非理想第 II 类超导体。 3 高温超导体的崛起 在 1986 年以前，超导临界温度的工作步履艰难。 人们发现的最高临界温度的材料的TC仅为 23K，加上 BCS理论的判断，最高的临界温度不会超过 30K。 然而， 1986年 12月 15日，休斯敦大学的朱经武等人报告说，他们在处于压力下的 LaBaCuO系统中，发现了 4 的超导转变。 12月 26日，中科院物理研究所宣布，获得了转变温度为 ，并对少数样品在 70K左右观察到有超导迹象。 1987年 2月 24日，中科院宣布赵忠贤，陈立泉等人获得了液氮 温区的超导体 —— YBaCuO。 自从高温超导材料发现以后，一阵超导热席卷了全球。 科学家还发现铊系化合物超导材料的临界温度可达 125K，汞系化合物超导材料的临界温度则可达 135K。 如果将汞置于高压条件下，其临界温度将能达到难以置信的164K。 1997 年，研究人员发现，金铟合金在接近绝对零度时既是超导体同时也是磁体。 1999年科学家发现钌铜化合物在 45K 时具有超导电性。 由于该化合物独特的晶体结构，它在计算机数据存贮中的应用潜力将非常巨大。 这些令人鼓舞的发现激发了科学家进一步探索超导理论和至今为止依然 没有被人发现的新型超导材料的兴趣和决心，并且为了对自然界有更深的认识和超导技术应用的美好前景，一定会有更多有志者投身于超导事业中。 高温超导体的结构和特征 高温超导材料最主要 是一系列含 铜 氧化物。 铜 氧化物高 温超导 系 统 具有一 准 二 维 的 铜 氧平面。 这 些材料 无论 是在未形成超 导态 ，或在 超导状态 ，其 电 性及磁性行 为 均由此 准 二 维 的铜氧 平面所主 导。 而同时具有零电阻性、抗磁性、稳定性、可复制性的超导体中临界温度为90 — 100K 的典型代表为 YBa2Cu3O7x 其结构图见图 6 ， 其点阵常数典型值为 a=,b=,c=[5].从上到下依次由 CuO,BaO,CuO,Y,CuO,BaO,CuO层排列而成。 这 些 准 二 维 的 铜氧层 ，在化 学 平衡 状态 下，原 为 不 导电 的 绝缘体。 由 于 每 个铜原子上正好各有一 个电 子， 电 子 间 的 强烈 排斥力，使 电 子 无 法由一 个铜 原子移到另一個 钡 原子上。 若 经过 一 适当 的化 学搅杂 ，使 铜 氧 层 上的部分 铜 原子失去一 个电 子，造成 铜 氧平面上出 现 空位，使得 电 子可以自由地 从 所占的位置跳到空位上，而呈現 导电 性。 此 现象 好比一 满座的 演讲厅 ， 当 每 个 位子都有人占用，人 无法移动。 若有人。