常見的超導(dǎo)體有哪些？最高溫度的超導(dǎo)體是什么？

常見的超導(dǎo)體有哪些？最高溫度的超導(dǎo)體是什么？

所謂超導(dǎo)體，是指電流通過時(shí)沒有因?yàn)槭艿饺魏巫枇Χ鴮?dǎo)致?lián)p失，導(dǎo)體的電阻為零。超導(dǎo)體是一種能在完全無電阻下傳遞電流的新材料，因?yàn)榱汶娮?，就可以在不過熱或耗費(fèi)大量能源情況下，創(chuàng)造超強(qiáng)磁場(chǎng)。

就目前而言，很多材料并不限于特定的元素或材料類型都在一定的特殊環(huán)境下可以實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象，比如在極低溫或極高壓環(huán)境狀態(tài)下出現(xiàn)。

常見的超導(dǎo)體有哪些

超導(dǎo)體可以分為化學(xué)材料超導(dǎo)體、合金超導(dǎo)體、氧化物超導(dǎo)體和有機(jī)超導(dǎo)體。比如銅氧超導(dǎo)體是一種高溫超導(dǎo)體，由繆勒、柏諾茲等人合成的鋇-鑭-銅-氧系高溫超導(dǎo)體。比如化學(xué)材料超導(dǎo)體是指通過使用特定的材料來控制導(dǎo)體的性質(zhì)和行為。這些材料包括鉛、水銀、鈮鈦合金、釔鋇銅氧化物和碳納米管等。比如鐵基超導(dǎo)體是一種具有高臨界溫度和強(qiáng)超導(dǎo)性能的導(dǎo)體，比較突出的成果有摻雜F的LaFeOP超導(dǎo)體具有26K的臨界溫度。比如超導(dǎo)陶瓷是指具有超導(dǎo)電性的氧化物陶瓷材料。

比如常見的超導(dǎo)體有：

1.銅氧化物超導(dǎo)體：如YBCO、Bi-2212等；

2.鐵基超導(dǎo)體：如FeSe、BaFe2As2等；

3.鎂鋁碳化物超導(dǎo)體：如MgB2等；

4.有機(jī)超導(dǎo)體：如TTF-TCNQ等；

5.重費(fèi)米子超導(dǎo)體：如UPt3、URu2Si2等。

人類最初發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體是在1911年，1911年荷蘭科學(xué)家?？恕た┝帧ぐ簝?nèi)斯（Heike Kamerlingh Onnes）等人發(fā)現(xiàn)，汞在極低的溫度下，其電阻消失，呈超導(dǎo)狀態(tài)。

1933年，邁斯納和奧克森菲爾德兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體的完全抗磁性。

1962年，劍橋大學(xué)研究生約瑟夫森在理論上預(yù)言，電子能通過兩塊超導(dǎo)體之間薄絕緣層，在不到一年的時(shí)間內(nèi)，安德森和羅厄耳等人從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了約瑟夫森的預(yù)言。

1973年，發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)合金――鈮鍺合金，其臨界超導(dǎo)溫度為23.2K（﹣249.95℃），這一記錄保持了近13年。

1980年，丹麥的Bechgaard等人合成出第一個(gè)有機(jī)超導(dǎo)體（TMTSF）2PF6。

1986年，繆勒和柏諾茲發(fā)現(xiàn)一種成分為鋇、鑭、銅、氧的陶瓷性金屬氧化物L(fēng)aBaCuO4具有高溫超導(dǎo)性，臨界溫度可達(dá)35K（﹣240.15℃）。

1986年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出臨界超導(dǎo)溫度達(dá)40K（﹣235.15℃）的超導(dǎo)材料。

1987年，美國華裔科學(xué)家、休斯頓大學(xué)教授朱經(jīng)武以及中國科學(xué)家趙忠賢相繼研制出釔－鋇－銅－氧系材料，臨界超導(dǎo)溫度提高到90K（﹣185.15℃）。

1988年，日本日立制作所發(fā)現(xiàn)，汞系超導(dǎo)材料的臨界溫度達(dá)135K，在高壓條件下，其臨界溫度將能達(dá)到164K。

1991年3月，日本住友電氣工業(yè)公司展示了世界上第一個(gè)超導(dǎo)磁體。

2001年1月，日本青山學(xué)院大學(xué)J.Akimitsu教授等人首次發(fā)現(xiàn)MgB2具有超導(dǎo)電性，其臨界溫度約為39K。

2012年9月，德國萊比錫大學(xué)發(fā)現(xiàn)石墨顆粒能在室溫下表現(xiàn)出超導(dǎo)性。

超導(dǎo)體的研發(fā)一直在延續(xù)！

最高溫度的超導(dǎo)體是什么

最高溫度的超導(dǎo)體是指能夠在相對(duì)較高的溫度下表現(xiàn)出超導(dǎo)性質(zhì)的材料。目前，最高溫度的超導(dǎo)體是釹鐵硼氧化物（ NdFeAsO ） ，它的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度可達(dá)到55 K，這與早期發(fā)現(xiàn)的低溫超導(dǎo)體的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度相比，已經(jīng)大大提高了。但是，釹鐵硼氧化物的超導(dǎo)性質(zhì)仍然受到結(jié)晶質(zhì)量等因素的限制，還無法實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。

2015年，有物理學(xué)者發(fā)現(xiàn)，硫化氫在極度高壓的環(huán)境下（至少150GPa，也就是約150萬標(biāo)準(zhǔn)大氣壓），約于溫度203K （-70°C）時(shí)會(huì)發(fā)生超導(dǎo)相變。

而室溫條件下的超導(dǎo)體則一直是夢(mèng)寐以求的，當(dāng)然即使在室溫條件下；也可能需要強(qiáng)壓，而近期韓國科研團(tuán)隊(duì)發(fā)布的室溫超導(dǎo)體“LK-99”，這類材料能夠在常壓及127攝氏度情況下達(dá)到超導(dǎo)臨界點(diǎn)。但是還沒有被驗(yàn)證。

韓國團(tuán)隊(duì)的這個(gè)室溫超導(dǎo)體“LK-99”備受關(guān)注主要是因?yàn)樵摬牧显诔合?27℃就能達(dá)到超導(dǎo)臨界點(diǎn)。

但遺憾的是，該論文存在缺陷，是團(tuán)隊(duì)中的一名成員未經(jīng)同意發(fā)布的，目前團(tuán)隊(duì)已請(qǐng)求撤回論文。

目前科學(xué)家都在尋找室溫超導(dǎo)新材料。

室溫超導(dǎo)指在室溫條件下出現(xiàn)的超導(dǎo)現(xiàn)象，當(dāng)溫度降到一定水平時(shí)，一些特殊的物質(zhì)會(huì)進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)，此時(shí)電阻消失，電子在其中自由地運(yùn)動(dòng)，這個(gè)溫度稱為超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度。

目前科研界的超導(dǎo)材料，要么是在高溫下、要么是在高壓下，而常溫常壓的超導(dǎo)材料還沒有被證實(shí)；就目前而言，科學(xué)界暫時(shí)沒有看到常溫常壓超導(dǎo)體落地實(shí)際商業(yè)化的進(jìn)展。

我們距離室溫超導(dǎo)到底有多遠(yuǎn)？

超導(dǎo)體與普通導(dǎo)電材料最大的不同是超導(dǎo)體具備“零電阻”和“完全抗磁性”兩個(gè)特性。

“零電阻”是指電阻為0，當(dāng)電流通過它，無論超導(dǎo)材料有多長，都不會(huì)在超導(dǎo)材料內(nèi)發(fā)生任何損耗，應(yīng)用潛力非?？捎^。

“完全抗磁性”則是指，將超導(dǎo)體置于磁場(chǎng)之中，磁力線卻無法穿過超導(dǎo)體，超導(dǎo)體內(nèi)部磁場(chǎng)依然為零——這也是物理學(xué)中著名的邁斯納效應(yīng)。

常溫超導(dǎo)將為能源傳輸、電力系統(tǒng)等領(lǐng)域帶來革命性的變化；還可以給計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展帶來新的突破。同時(shí)在工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域，常溫超導(dǎo)都有很大的應(yīng)用前景，比如作高壓輸電線、超導(dǎo)計(jì)算機(jī)、超導(dǎo)電機(jī)、超級(jí)磁懸浮列車等，可以說會(huì)是革命性的技術(shù)。但是目前商業(yè)化落地的應(yīng)用還看不到具體的時(shí)間表。