超导简介详解.pptVIP

? 高温超导线材的制备工艺 Nature 2001, 410, 63-64 MgB2 MgB2的结构 From O. Jepsen as appeared in Canfield et. al. Physics Today, March 2003, p.34 Hexagonal AlB2 type structure P 6/m m m Alternating layers of hexagonal Mg and honeycomb B Fermi Surface 2D Bonding px,py ? 3D Bonding pz ? 3D Antibonding pz ? quasi 2D cylinders derived from s orbitals 3D sheets from p orbitals two superconducting gaps:6.8 meV, 1.8 meV MgB2的性质 沸石晶体内的超导纳米碳管 王宁博士 左）用电镜观察纳米碳管，旁为汤子康博士。 电镜下的纳米碳管 N. Wang, Z. K. Tang, G. D. Li, J. S. Chen, Nature 2000, 408, 50 Science, 2001, 292, 2462 Tc 15 K 用超导材料作成磁性极强的超导磁铁，用于核聚变研究和制造大容量储能装置、高速加速器、超导发电机和超导列车，以解决人类的能源和交通问题； 用超导材料薄片制作约瑟夫逊器件，用于制造高速电子计算机和灵敏度极高的电磁探测设备； 用超导体产生的磁场来研究生物体内的结构及用于对人的各种复杂疾病的治疗。 从目前的研究情况来看，超导技术的应用可分成三类： 四、超 导 材 料的应用 1. 磁悬浮列车 中德总理乘坐上海磁浮列车 上海磁浮列车 / * 超导概述 超导电性的基本特征 超导材料的种类 超导材料的应用 超 导 材 料 简 介 一、超 导 概 述 昂内斯 中间白衣者 在他 所创立的低温实验室内 昂内斯 1853～1926 荷兰低温物理学家 1908年成功地液化了氦气，1911年发现了某些金属在液氦温度下电阻突然消失，即“超导电性”现象，于 1913年获诺贝尔奖。 7.2K 3.7K 3.4K 4.15K Pb Sn In Hg 4.2/1.7K 77.3K 90.2K 氮 氮 氧 1957年巴丁、库珀和施里弗合作创建了超导微观理论 BCS ，于1972年获诺贝尔奖。这一理论能对超导电性作出正确的解释，并极大地促进了超导电性和超导磁体的研究与应用。 约瑟夫森和贾埃弗的发现，对于研制高性能的半导体和超导体元器件具有很高的应用价值，并导致超导电子学的建立。 1986年缪勒和柏德诺兹发现了钡镧铜氧体系高温超导化合物。于1987年获得若贝尔奖。这一研究成果导致了多种液氮温区高温超导体材料的出现，并宣告了超导技术开发应用时代即将到来。 金兹伯格 莱格特 阿布里科索夫 2003年诺贝尔物理学奖授予美国阿尔贡国家实验室的阿力克谢·阿布里科索夫、俄国莫斯科莱伯多夫物理研究所的维塔利·金兹伯格和美国伊利诺斯大学教授安东尼·莱格特，以奖励他们在超导和超流理论方面的先驱性贡献。 吴茂昆 朱经武 赵忠贤 陈立泉 钇钡铜氧化合物,1987年2月，92K 锶镧铜氧 1987年初，48.6K 、钡镧铜氧、钇钡铜氧系材料，铋系超导体 二、超导电性的基本特征 Zero Resistance - No Power Loss Meissner Effect - Act as Magnet ? Critical Properties - Tc, Jc, Hc ? Josephson Effects - Electron Tunnelling 1. 零电阻效应 在特定的温度下材料的电阻突然消失的现象称为超导（电）现象，发生这一现象的温度叫超导转变温度Tc，也叫临界温度。材料失去电阻的状态称为超导态，存在电阻的状态称为正常态。具有超导态的材料称为超导材料。零电阻效应是超导态的一个基本特征。 不同导体的电阻-温度曲线 水银的零电阻效应 2.迈斯纳效应 处在超导态的物体完全排斥磁场，即磁力线不能进入超导体内部，这一特征叫完全抗磁性，通常也叫做迈斯纳效应，是超导态的另一个基本特征。 超导体排斥力使永久磁环悬浮 超导态为什么会出现完全抗磁性呢？ 外磁场在试样表面产生感应电流（b）。此电流所经路径电阻为零，故它所产生的附加磁场总是与外磁场大小相等，方向相反，因而使超导体内的合成磁场为零。由于此感应电流能将外磁场从超导体内挤出（c），故称磁抗感应电流，又因其能起着屏蔽磁场的作用，又称为屏蔽电流。 超导体与理想导体的磁性质的区别 超导态是一个热力学平衡现象，抗磁性可逆；理想