固体物理-第八章-超导电性的基本理论.ppt

第八章超导电性的基本理论
超导研究简述
超导体的基本特性






. 超导研究简述
超导现象的发现
1911年,荷
兰物理学家
昂纳斯(Onnes)
发现Hg的电阻

然下降为零。物
体的这一特性就
叫做超导电性;
具有超导电性的
物体就叫做超导体;
. 全球超导热
1870
1880
1890
1900
1910
1920
1930
1940
首次发现超导现象
氧气液化
氢气液化
氦
气液化
发现者:荷兰物理学家Onnes
超导体:水银,临界温度:
. 超导研究简述
1986年初:-La-Cu-O的临界温度可能高达30K
1986年9~11月:日本科学家证实新物质Ba-La-Cu-O具有超导体性质

1987年2月15日: 美国休斯顿大学的朱经武等发现了Tc为98K的超导体。
1987年2月24日:中科院物理研究所的赵忠贤等13人获得了转变温度100K以上的Y-Ba-Cu-O
1988年1月,日本的研究人员发现了Bi-Sr-Cu-O 的Tc为110K
1988年2月:赫尔曼等发现了Tl-Ba-Ca-Cu-O的Tc为125K
. 超导研究简述

. 超导研究简述
超导理论研究
1930
1940
1950
1960
同位素效应
实验验证
二流体模型
库珀对
伦敦方程
第二类超导体
BCS理论
单
电子
隧道效应
约瑟夫森效应
发现迈斯纳效应
. 超导研究简述

零电阻特性的应用—超导电缆、电机、超导能,...
强磁场应用—磁悬浮列车、磁流体发电,...
约瑟夫森效应的应用—超导计算机,超导数字电路,
. 超导研究简述

目前,超导技术尚未得到广泛应用, 未来的路仍然是曲折的,漫长的.
当前超导研究最鼓舞人心的课题:
(1) 探索具有更高TC的,特别是室温以上的新超导体;
(2) 提高现有液氮温区大块超导体的临界电流密度,达到实用所需要的水平;
(3) 阐明新的氧化物超导体和有机超导体的超导机制。
超导体的基本特性
零电阻
在特定的条件(临界温度Tc或临界磁场Hc)下超导体的电阻R突然消失,而且这一现象是可逆的,当特定的条件消失,超导体又恢复为常规导体。
<10-6
Hg
T/K

r/10-5 W﹒cm
0




超导体的基本特性
迈斯纳效应
20余年的误解:超导体=理想导体; 而理想导体在磁场中, R=0 →磁通量B≠0,且撤消外磁场后仍然有B≠0 。
1933年迈斯纳和奥森菲尔德的实验表明
超导体具有完全的抗磁性:B=m0(H+M)=0, 所以超导体≠理想导体
T>Tc T<Tc T<Tc;Hc(0) →0
T>Tc T<Tc T<Tc;Hc(0) →0
理想导体(上)和超导体(下)对外磁场的响应
超导体的基本特性
超导体的抗磁性