物体的超导电性及其应用

自从人类发现物体的超导电性以来,人们不断探索物体超导电性的机理,对其认识不断加深。同时,对于超导材料的研制开发也得到了迅速发展,超导体的临界温度已从最初的4.2K升至200K左右。近年来,高温超导材料的发现,使超导材料在常温状态下得到应用成为可能,超导材料的应用领域迅速扩大。     

超导研究与诺贝尔物理学奖

1911年荷兰物理学家昂内斯发现了超导现象，虽然临界温度（转变温度）太低，但人们十分清楚超导的应用前景和巨大的经济效益，所以苦苦探寻、研究临界温度较高的超导材料。然而75年过去了，却收效不大。1986年柏乐兹和缪勒发现临界温度稍高的超导体，一下子轰动了全世界，由此掀起了一场高温超导的研究热潮。但是，又是20年即将过去，人们梦寐以求的室温（300K）超导还没有攻克，足见超导研究进程的艰辛。     

美科学家提高布基球材料超导临界温度

美国科学家利用一项新技术，成功地使纯的固态C60（布基球）材料在绝对温度52K（零下221摄氏度）时产生超导性。据称，这是迄今获得的有机超导材料临界温度的最高纪录。1990年科学家首次观察到C60材料的超导性，并发现掺杂一些钾金属等物质能够使其超导临界温度有所提高。但在临界温度达到40K左右之后，有关研究便停滞不前。此前使C60材料产生导电性的机理，在于其中掺杂的钾金属等释放出了带负电的自由电子。美国贝尔实验室的科学家最近发现可以采取其他方法使C60材料产生导电性。研究人员在纯C60材料上放置了一个场效应晶体管，通过控制电流，电子在晶体管的作用下从C60材料中移出，效果相当于往材料中注入带正电的自由“空穴"。这些空穴移动时，也能产生电流，效果与电子移动产生的电流类似，只不过方向相反。因此，被注入空穴的C60材料就具有了导电性。研究人员成功地使C60材料中的每个分子平均获得3到3.5个空穴，此时材料的超导临界温度达到了52K。此前的研究还发现，往C60材料中掺入杂质也可以提高材料的超导临界温度。贝尔实验室的科学家认为，利用类似机理，向含有大量自由空穴的C60材料中掺入适当杂质，有可能将临界温度提高到100K。     

基于数据驱动的超导临界温度预测方法研究

超导体具有零电阻特性、完全抗磁性、通量量子化等优点,但受限于物理实验环境与材料自身特性,其临界温度测试一直是超导实验中的难点。对公开超导数据集进行研究分析,以期发现其临界温度与物理特性及化学元素组成之间的关系,进而构建能够辅助预测超导体临界温度的模型,降低实测获得临界温度的难度。结合数据挖掘领域的相关性分析与多元线性回归分析等理论,分别基于超导临界温度实验的物理属性数据及元素构成数据构建预测模型,为通过数据驱动实验获取其它超导体临界温度提供了有益尝试。通过对两个模型进行对比,结果表明,基于元素的预测模型效果略优于基于属性的预测模型。     

我国高温超导研究又获重大突破

中科院上海冶金所最近制备的钇钡铜氧高温超导材料,经复巨大学和国家超导中心用连续直流法测试验证,在临界温度为77K,磁场强度为7.5至8.8特的条件下,临界电流密度大于9.7万安/厘米~2.这一结果不仅在国内领先.也大大领先于国际先进水平。目     

高临界温度超导材料的音乐声学规律

在新的化学元素周期表的基础上,从音律的角度,分析研究高临界温度的合金、铜氧化物、铁基等超导材料。发现在各类合金和化合物材料中,包含的极不协和音程关系越多,临界温度也越高。指出包含极不协和音程结构的材料处于不稳定平衡状态,对温度的变化敏感,因而具有较高的临界温度。     

现代科技热点题荟萃

一、超导材料去年,日本科学家发现二硼化镁在零下234℃时成为超导材料,超过了此前金属化合物创下的超导温度。二硼化镁的优点是成本低廉,加工容易。美国科学家将氯仿和溴仿掺入C60分子,使C60分子的临界温度从零下221℃上升到了零下156℃。     

超导

超导研究和应用开发是目前国际上竞争最激烈的领域之一。从1986年下半年以来,我国在超导的基础物理研究、超导材料的探索、超导材料的成材工艺、超导电子学的基础研究和应用开发等方面都取得了令人瞩目的成就。我国于1989年初首先发现零电阻温度高达-141℃(132K)的掺锑铋系材料,     

德研制出临界电流强度高的超导体

德国科学家在 9月 14日出版的英国《自然》杂志上报道说,他们研制出了临界电流强度高的钇钡铜氧化物超导体,可望大大降低用超导线路传输电力的成本。 钇钡铜氧化物超导体的临界温度为零下 180摄氏度左右,因此它能够用沸点为零下 196摄氏度的液氮进行冷却。由于液氮价格便宜,有可能用这类超导体实现低成本、低损耗的电力传输。 但当超导线路里的电流强度超过某一临界值时,线路就会失去超导特性,这一临界值称为临界电流强度。以前研制出的钇钡铜氧化物超导体的临界电流强度都较低,输电能力极为有限,难以付诸实用。 超导材料由晶体…     

超导材料——零电阻“金矿”

<正>在一定条件下,对材料通以电流时,材料失去电阻的性能(也叫零电阻特性),被称之为材料的超导电性。长期以来,虽经科学家们的不断努力,但始终无法使超导临界温度有很大的提高。1986年春,设在瑞士苏黎世IBM实验     

奋战在超导研究的前沿 --记高Jc-YBCO超导体材制备技术项目科研集体

西北有色金属研究院的超导材料研究从60年代中期开始,低温超导材料NbTi合金与Nb3Sn化合物的研究一直处于国际先进水平,特别是NbTi高Jc的研究在90年代初曾以独创的多次时效新工艺使Jc达到国际最高水平,Jc=3.5×105A/cm(4.2K,5T)成为一个新的世界纪录,国际超导材料界给以极高的评价,被认为是"开创了国际NbTi高Jc研究新纪元",比国际NbTi超导材料商用产品Jc提高了近一倍,为中华民族争得了荣誉.     

超导“新秀”—碳—60

1991年,科学家终于获得一个重大的突破,便是发现了碳—60超导体。碳—60是由60个碳原子组成的集束分子,形似足球,故又称“足球烯”。它是除石墨、金刚石之外的碳的第三种同素异构体。早在20年前,人们便预测到它的存在,但直到1990年,科学家用电弧放电的方法,才开始能够大量合成这种物质。1991年4月,美国贝尔研究所发现加些钾,会使碳—60成为超导体,其临界温度为18K。5月美国多家研究所用铷取代钾,使临界温度一下子提高到30K。7月日本电气研究所通过加入铯,使其和铷生成化合物,又使其临界温度提高到33K。我国北京大学在去年7月也已获得掺钾和铷的碳—60超导体样品,其临界温度从开始时的17.9K提高到29K。这次,又获得了临界温度为37K的掺锡碳—60     

昂内斯和超导电性的发现

1911年到20世纪30代中期,确定物质超导性的判据———零电阻特征和迈斯纳效应为科学家发现,人们认识了最基本的超导现象,这一阶段是超导研究的前期阶段.在此阶段,人们于1913年发现了超导温度为7.2K的超导体铅,17年后发现了超导温度为9.2K的铌,这也是目前元素超导体的最高临界温     

我国超导研究获得重大突破

中国科学院物理研究所的科研人员,首次发现在液氮温区100K以上条件下的超导体,在超导材料研究方面获得新的重大突破。     

通向高温超导之路——介绍1987年诺贝尔物理学奖获得者缪勒和彼德诺兹

1987年的诺贝尔物理学奖,已颁发给两位研究新超导体系的开拓者:国际商业机器(IBM)公司的缪勒博士(K.A.M ller)和彼德诺兹博士(J.G.Bcdnorz),以表彰他们在高温超导方面所作出的杰出贡献。 1987年对于物理学界来说是很不寻常的一年,高温超导成为世界各国科学家的热门话题。为数众多的物理学家投身于这场激动的竞赛中。自从1911年荷兰的低温物理学家昂尼斯发现了金属(当时是汞)中的超导现象后,寻找高临界温度的超导体就一直是物理学家不懈努力的方向.金属超导体的临界温度T_c提高得非常缓慢。到了1975年一些     

科学事件

日刷新单一元素超导临界温度纪录日本大阪大学教授清水克哉领导的研究小组成功使钙在零下248摄氏度的条件下出现了超导现象,刷新了单一元素超导临界温度的最高纪录。此前,锂以零下253摄氏度的超导临界温度保持着这一“高温”冠军称号。研究人员将钙夹在钻石中间,并向其施加压力,然后通过安装在钻石上的电极测量电阻,分析钙电阻的变化。结果发现,当压力超过300亿帕斯卡时,电阻     

我校超导体研究获重大进展偏离线性绝对温度达一百三十度

中国科技大学的研究人员在超导体研究上进入国际先进行列,已获得的液氮温区超导体超导起始转变温度在110K以上,超导转变中点温度为90K,转变宽度4K,转变区电阻下降大于4个数量级。     

我校超导体研究又有新进展 偏离线性区的起始温度为215K

《安徽日报》87年3月20日报导: 昨天下午,中国科学技术人学新闻发言人正式宣布:中国科大超导体研究又取得新进展。三月十六日晨五时,该校科研人员制作的超导材料,经测试电阻偏离线性区的起始温度为215K,转变中心区温度93K,转变区宽度2.5K,转变区电阻的变化大于4个数量级,零     

超导的弱磁应用

1 超导辐射热测量仪 超导辐射热测量仪是利用超导隧道结制成的设备,它吸收不同物体的能量,按背景噪声温度分类并加以比较,从而识别目标,测量灵敏度高达1O—12瓦。这种精度是目前任何其它辐射热测量装置无法比拟的。尤其是远红外区域（波长50—1000微米）,其它辐射热测量仪效率显著降低,它就更显得优越。实践表明,由超导隧道结制成的红外光谱仪在分析物质结构时十分有效。由它制成的红外照相机和辐射计可以发现黑夜或隐蔽物中的军事装备和人员。用到医学上,它成为能够照出人体表面温度分布—热像圈的检测仪、大气温度和湿度监视也是它潜在的应用领域。 超导辐射热测量仪比热电偶法、半导体热电阻法优越。因为在低温条件下它的热噪声小,因而对于热响应的灵敏度高,并且在临界温度附近超导体的电阻温度系数非常大。例如,高温辐射使超导锡探测元件温度改变10~（-4）K时,它的电阻变化所产生的讯号就大到可以测量出来。     

超导材料的发展和应用前景研究

物理领域和工程领域对超导材料的发展给予了很高的关注,为了探索超导材料未来的发展,首先从定义、发展历史两个方面对现阶段超导材料研究领域进行了分析,最后从制造强磁场导体、制造超导磁悬浮列车、制造超导故障限流器几个方面论述了现阶段超导材料的应用前景。