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半导体超导及其应用.ppt


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文档列表 文档介绍
半导体超导及其应用
第1页,本讲稿共18页
1.导体、绝缘体、半导体的区分的依据,通常是根据材料的电阻率的大小来区分
材料 电阻率
导体 半导体超导及其应用
第1页,本讲稿共18页
1.导体、绝缘体、半导体的区分的依据,通常是根据材料的电阻率的大小来区分
材料 电阻率
导体
半导体
绝缘体
第2页,本讲稿共18页
半导体材料:锗、硅、***化镓、锑化铟等
半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间,且半导体的导电性能受外界条件影响很大,除了温度外,用光照射半导体,在半导体中掺入微量的其他物质,都会使半导体的导电性能发生显著的变化。
2.半导体的电阻率变化特点
①电阻率不随温度的增加而增加,反而随温度的增加而减小
②半导体的导电的性能可以有外界的条件来控制(如温度、光照等等)
第3页,本讲稿共18页
半导体材料的电阻率随温度升高而减小,称为半导体的热敏特性
半导体材料的电阻率随光照而减少,称为半导体的光敏特性
半导体材料中掺入微量杂质也会使它的电阻率急剧变化,称为半导体的掺杂特性
第4页,本讲稿共18页
第5页,本讲稿共18页
第6页,本讲稿共18页
GodSon
龙芯
(狗剩)
第7页,本讲稿共18页
在20世纪初,金属导电理论认为:金属电阻随温度降低而减小,同电子运动随温度的变化规律一致。按这种理论,温度降到绝对零度时电子将“凝聚”在原子上,电阻为极大,金属会成为绝缘体。
第8页,本讲稿共18页
1908年,荷兰莱顿大学的卡茂林-昂尼斯首次实现氮的液化,获得了4.2K(-268.8℃)的低温,为研究低温条件下物质导电创造了条件。他发现几种金属导体(铅、铝)的电阻率随温度降低而减小,直至冷却到液态空气温度 80K时仍维持不变。
第9页,本讲稿共18页
1911年,卡茂林-昂尼斯发现,将***冷却到
-268.98℃时,***的电阻突然消失;后来他又发现许多金属和合金都具有与上述***相类似的低温下失去电阻的特性。1913年,卡茂林-昂尼斯在诺贝尔领奖演说中指出:低温下金属电阻的消失“不是逐渐的,而是突然的”,“水银在4.2K进入了一种新状态,由于它的特殊导电性能,可以称为超导态。”
第10页,本讲稿共18页
这一发现引起了世界范围内的震动。在他之后,人们开始把处于超导状态的导体称为超导体。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失,被称作零电阻效应。导体没有了电阻,电流流经超导体时就不发生热损耗,电流可以毫无阻力地在导线中流动。这样就能以极小的功率在线圈中通过巨大的电流,从而产生高达几特以至几十特的超强磁场,这是人们长期以来梦寐以求的。
第11页,本讲稿共18页
三、超导体
1.超导现象和超导体:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到无法测量的程度,可以认为其电阻率突然变为零,这种现象叫做超导现象,能够发生超导现象的物质称为超导体.
2.转变温度TC :材料由正常状态转变为超导状态的温度,叫做超导材料的转变温度.
3. 高温超导
第12页,本讲稿共18页
4.超导体的两个基本性质
(1)、零电阻性
远距离输电
超导电磁铁和超导电机
计算机
高温超导变压器
第13页,本讲稿共18页
(2)、抗磁性
磁悬浮列车
超导磁悬浮
第14页,本讲稿共18页
5. 我国的超导体研究
我国的超导体研究工作走在世界的前列,目前已找到超导临界温度达132K的超导材料.
第15页,本讲稿共18页
6.我国的磁悬浮列车
我国第一条磁悬浮列车试验线在长沙建成通车
第16页,本讲稿共18页
我国磁悬浮列车驾驶室和车厢内部
第17页,本讲稿共18页
我国第一条磁悬浮列车试验线上试车情景
第18页,本讲稿共18页

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