高温超导材料及应用

《高温超导材料及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、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

2、nsuperconductor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

3、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~165K(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，~10–100nm.相干长度：.ζ，电子配对（Cooper对）的尺寸，~1-50n

4、m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（JosephsonEffect）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.1973NobelPr

5、izeforPhysics（withLeoEsakiandIvarGiaever）Completedthegreatworkasapostgraduate!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

6、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》（TimesHigherEducationSupplement）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

7、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Pb7.2KLa4.9KTa4.47KHg4.15KSn3.72KIn3.40KTl1.70KRh1.697KPr1.4KTh1.38KAl1.175KGa1.10KGa1.083KMo0.915KZn0.85KOs0.66KZr0.61KAm0.6KC

8、d0.517KRu0.4