超导材料(材料科学与人类文明)

《超导材料(材料科学与人类文明)》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、超导材料及应用许祝安浙江大学凝聚态物理所Tel:0571-87953255Email:zhuan@zju.edu.cn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）1911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。

2、R=0insuperconductorTC：超导临界温度，THC超导态正常态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。磁悬

3、浮演示超导体142kg磁悬浮列车3.表征超导体的重要物理量超导临界温度：Tc~165K,record临界磁场：Hc穿透深度：，磁场在超导体表面穿透进入超导体的深度，~10–100nm相干长度：，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：，超导态（基态）与激发态的能量差，或者说，破坏一个Cooper对需要2的能量Ginzburg-Landau参量：=/4.Josephson(约瑟夫森)效应F0=2x10-7Gauss/cm2超导量子干涉仪(SQUID)F0=2x10-7Gauss/cm25、超导

4、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HCTCHT超导态完全抗磁性正常态0一些元素的超导临界温度Pb7.2KLa4.9KTa4.47KHg4.15KSn3.72KIn3.40KTl1.70KRh1.697KPr1.4KTh

5、1.38KAl1.175KGa1.10KGa1.083KMo0.915KZn0.85KOs0.66KZr0.61KAm0.6KCd0.517KRu0.49KTi0.40KU0.20KHa0.128KIr0.1125KLu0.1KBe0.026KW0.0154KPt0.0019KRh0.000325K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Meis

6、sner态混合态正常态HC1当HC1Hc2,变成正常态.II类超导体磁通穿透合金及化合物超导体Cs3C6040K(Highest-

7、TcFulleride)MgB239K(HighestTcNon-FullereneAlloy)Ba0.6K0.4BiO330K(First4thorderphase)Nb3Ge23.2KNb3Si19KNb3Sn18.1KNb3Al18KV3Si17.1KTa3Pb17KV3Ga16.8KNb3Ga14.5KV3In13.9KNote:Amongthealloys,thesearesomeofthebestperformers;combiningGroup5Bmetalsinaratioof3-to-1with4Aor3Aelements.Nb0.6T

8、i0.49.8K(Firstsuperconductivewire)Nb9.25