高溫超導是指材料在某個相對較高的臨界溫度,電阻突降至零。由於我國科學家的努力,我們在高溫超導體研究方麵已走在世界前列。在高溫超導體的應用方麵,我們也居於世界先進水平。
1911年,荷蘭科學家卡末林·昂納斯用液氦冷卻汞,當溫度下降到4.2K時,水銀的電阻完全消失,這種現象稱為超導電性,此溫度稱為臨界溫度,這一發現引起了世界範圍內的震動。
在他之後,人們開始把處於超導狀態的導體稱為“超導體”。超導體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失,被稱作零電阻效應。導體沒有了電阻,電流流經超導體時就不發生熱損耗,電流可以毫無阻力地在導線中流動,從而產生超強磁場。
而根據臨界溫度的不同,超導材料可以分為高溫超導材料和低溫超導材料。但這裏所說的“高溫”,其實仍然是遠低於冰點0℃的,對一般人來說算是極低的溫度。
1933年,邁斯納和奧克森菲爾德兩位科學家發現,如果把超導體放在磁場中冷卻,則在材料電阻消失的同時,磁感應線將從超導體中排出,不能通過超導體,這種現象稱為抗磁性。
經過科學家們的努力,超導材料的磁電障礙已被跨越,下一個難關就是突破溫度障礙,即尋求高溫超導材料。
1973年,科學家發現了超導合金--铌鍺合金,其臨界超導溫度為23.2K,這一記錄保持了近13年。
1986年,設在瑞士蘇黎世的美國IBM公司的研究中心報道了一種氧化物(鑭鋇銅氧化物)具有35K的高溫超導性。
此後,科學家們幾乎每隔幾天,就有新的研究成果出現。同年,美國貝爾實驗室研究的超導材料,其臨界超導溫度達到40K,液氫的“溫度壁壘”被跨越。
1987年,美國華裔科學家朱經武以及中國科學家趙忠賢相繼在釔-鋇-銅-氧係材料上把臨界超導溫度提高到90K以上,液氮的“溫度壁壘”也被突破了。
1987年底,鉈-鋇-鈣-銅-氧係材料又把臨界超導溫度的記錄提高到125K。從1986年到1987年的短短一年多的時間裏,臨界超導溫度提高了近100K。
然而直至今日,對於銅基超導材料的高溫超導機製,物理學界仍未形成一致看法,這也使得高溫超導成為當今凝聚態物理學中最大的謎團之一,因此,很多科學家都希望在銅基超導材料以外再找到新的高溫超導材料,從而使高溫超導機製更加明朗。
2008年,高溫超導體研究終於有了突破性的進展--一種新型的鐵基超導材料橫空出世,打破了以往傳統意義上銅氧化物材料稱霸於世的神話。而且,這次的發現者不是以前一直唱主角的西方國家,而是我們中國的科學家。
2008年2月23日,日本東京工業大學細野秀雄教授和他的合作者在一篇發表在JACS雜誌上的論文中指出,氟摻雜鑭氧鐵砷在26K時即具有超導電性。
1911年,荷蘭科學家卡末林·昂納斯用液氦冷卻汞,當溫度下降到4.2K時,水銀的電阻完全消失,這種現象稱為超導電性,此溫度稱為臨界溫度,這一發現引起了世界範圍內的震動。
在他之後,人們開始把處於超導狀態的導體稱為“超導體”。超導體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失,被稱作零電阻效應。導體沒有了電阻,電流流經超導體時就不發生熱損耗,電流可以毫無阻力地在導線中流動,從而產生超強磁場。
而根據臨界溫度的不同,超導材料可以分為高溫超導材料和低溫超導材料。但這裏所說的“高溫”,其實仍然是遠低於冰點0℃的,對一般人來說算是極低的溫度。
1933年,邁斯納和奧克森菲爾德兩位科學家發現,如果把超導體放在磁場中冷卻,則在材料電阻消失的同時,磁感應線將從超導體中排出,不能通過超導體,這種現象稱為抗磁性。
經過科學家們的努力,超導材料的磁電障礙已被跨越,下一個難關就是突破溫度障礙,即尋求高溫超導材料。
1973年,科學家發現了超導合金--铌鍺合金,其臨界超導溫度為23.2K,這一記錄保持了近13年。
1986年,設在瑞士蘇黎世的美國IBM公司的研究中心報道了一種氧化物(鑭鋇銅氧化物)具有35K的高溫超導性。
此後,科學家們幾乎每隔幾天,就有新的研究成果出現。同年,美國貝爾實驗室研究的超導材料,其臨界超導溫度達到40K,液氫的“溫度壁壘”被跨越。
1987年,美國華裔科學家朱經武以及中國科學家趙忠賢相繼在釔-鋇-銅-氧係材料上把臨界超導溫度提高到90K以上,液氮的“溫度壁壘”也被突破了。