正文 第6章 低溫超導材料(1 / 1)

低臨界溫度超導材料的發展主要經曆了以下幾個階段:

(1)1911年~20世紀20年代末,發現了超導電現象。在這一階段,以研究和探索元素超導體為主,發現了Pb、Sn、In、Ta、Nb 和Ti 等眾多的元素超導材料,並對超導態的幾個基本參量Tc、Ic、Hc 完成了確認。

(2)20世紀20年代末~50年代初,發現了許多具有超導電性的合金、NaCl 構的過渡族金屬氮化物和碳化物,Tc 得到了進一步的提高。在這一階段,超導的表象理論得到了極大的豐富,一些超導的重要特性被發現,如完全抗磁性、穿透深度、負的界麵能等。

(3)1950年~1973年是低溫超導研究碩果累累的一個階段。1950年Maxwell 和Reynolds 同時報道了超導的同位素效應,此後超導能隙的發現及測定,為1957年超導機理的經典理論(BCS 理論)的提出奠定了基礎;磁通量子化、Josephson 效應、第二類超導材料等分別被證實;發現了一係列A15型超導材料和三元係超導材料,1973年Nb3Ge 的發現使Tc 的最高記錄達到了23.2K ;超導材料的製備技術和實用化進程取得了巨大進展。超導材料的性能指標已能滿足實用化要求,高性能的NbTi、Nb3Sn、V3Ga 線材及薄膜已被用在超導磁材料和量子幹涉器(SQUID)等儀器中。

(4)1973年~1986年,隨著製備工藝技術的成熟,實用超導材料的性能獲得了進一步提高,應用領域得到了拓寬,同時探索新的超導材料。在這一段時間裏,雖然23.2K 的最高Tc 值沒有被打破,但是非常規超導材料的研究工作得到了蓬勃的發展,如重費米子超導材料、有機超導材料、低載流子密度超導材料、磁性超導材料、非晶態超導材料等,它們呈現出的一些特殊性質,給理論提出了一些新的問題,有些仍然是當今凝聚態物理研究的前沿課題。通過對這些特殊超導材料的研究,有可能導致新的超導機製和更高Tc 超導材料的發現,進而發展成為具有重大實用價值的一類新型材料。高臨界溫度氧化物超導材料的發現也正是在這種背景下產生的。