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高温超导

接近室温的超导。一般超导合金在接近绝对零度时电阻为零,所以在其应用上会遇到
制冷等问题的障碍。高温超导研究为现代科学的热门课题。
超导体得天独厚的特性,使它可能在各种领域得到广泛的应用。但由于早期的超导
体存在于液氦极低温度条件下,极大地限制了超导材料的应用。人们一直在探索高温超导体,
从 1911 年到 1986 年,75 年间从水银的 提高到铌三锗的 ,才提高了 19K。
1986 年,高温超导体的研究取得了重大的突破。掀起了以研究金属氧化物陶瓷材料
为对象,以寻找高临界温度超导体为目标的“超导热”。全世界有 260 多个实验小组参加了
这场竞赛。
1986 年 1 月,美国国际商用机器公司设在瑞士苏黎世实验室科学家柏诺兹和缪勒首
先发现钡镧铜氧化物是高温超导体,将超导温度提高到 30K;紧接着,日本东京大学工学部
又将超导温度提高到 37K;12 月 30 日,美国休斯敦大学宣布,美籍华裔科学家朱经武又将
超导温度提高到 。
1987 年 1 月初,日本川崎国立分子研究所将超导温度提高到 43K;不久日本综合电
子研究所又将超导温度提高到 46K 和 53K。中国科学院物理研究所由赵忠贤、陈立泉领导
的研究组,获得了 的锶镧铜氧系超导体,并看到这类物质有在 70K 发生转变的迹象。
2 月 15 日美国报道朱经武、吴茂昆获得了 98K 超导体。2 月 20 日,中国也宣布发现 100K
以上超导体。3 月 3 日,日本宣布发现 123K 超导体。3 月 12 日中国北京大学成功地用液氮
进行超导磁悬浮实验。3 月 27 日美国华裔科学家又发现在氧化物超导材料中有转变温度为
240K 的超导迹象。很快日本鹿儿岛大学工学部发现由镧、锶、铜、氧组成的陶瓷材料在 14
℃温度下存在超导迹象。高温超导体的巨大突破,以液态氮代替液态氦作超导制冷剂获得超
导体,使超导技术走向大规模开发应用。氮是空气的主要成分,液氮制冷机的效率比液氦至
少高 10 倍,所以液氮的价格实际仅相当于液氦的 1/100。液氮制冷设备简单,因此,现有
的高温超导体虽然还必须用液氮冷却,但却被认为是 20 世纪科学上最伟大的发现之一。
科学家第一次在基于钚的材料中发现了超导电性。他们发现由钚、钴和镓组成的一
种合金在绝对温标 以下存在超导性。这个温度反常的高,意味着除了重费米子系统、
高温氧化物和传统的超导材料之外,含钚化合物很可能也是一类新型的超导体(J. L. Sarrao et
al., Nature 420, 297(2002) )。

这项工作是由美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室的 John Sarrao和他的同事,
以及在佛罗里达大学和德国的超铀元素研究所的合作者们共同完成的。他们发现,钚化合物