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高溫超導

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未解決的物理學問題為什麼有些物質能夠在高於50K以上的溫度仍舊具有超導電性 Question mark2.svg

高溫超導High-temperature superconductivity)是一種物理現象,指一些具有較其他超導物質相對較高的臨界溫度的物質在液態氮的環境下產生的超導現象。

性質[编辑]

高溫超導體(High-temperature superconductors, High Tc)是超導物質中的一種族類,具有一般的結構特徵以及相對上適度間隔的銅氧化物平面。它們也被稱作銅氧化物超導體。此族類中一些化合物中,超導性出現的臨界溫度是已知超導體中最高的。

不同銅氧化物在常態(以及超導態)性質之間具有共同的特徵;這些性質中,許多無法以金屬的傳統理論來解釋。銅氧化物的一致性理論至今尚不存在,然而這項問題觸發了許多實驗方面與理論方面的研究工作;此一領域的重要性已經遠超過開發出室溫超導體這項目標。

歷史[编辑]

銅氧化物超導體在實驗上是由卡爾·米勒約翰內斯·貝德諾爾茨首度發現,不久兩人的研究成果即受到1987年諾貝爾物理學獎的肯定。

1987年,美國華裔物理學家朱經武吳茂昆中国科学家赵忠贤相继在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上,液氮的“温度壁垒”(77K)也被突破了。1987年底,铊-钡-钙-铜-氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从1986年-1987年的短短一年多的时间里,临界超导温度提高了近100K。

2015年,物理學者發現,硫化氫在極度高壓的環境下(至少150GPa,也就是約150萬標準大氣壓),約於溫度203K (-70 °C)時會發生超導相變,是目前已知最高溫度的超導體[1]

例子[编辑]

高溫超導銅氧化物超導體包括YBCO---化合物)等,都是著名的突破液氮的「溫度壁壘」(77K)的材料。

溫度
開爾文
材料 種類
203 H2S (150 GPa高压)[1] 氢基超导体
195 乾冰昇華  
138 Hg12Tl3Ba30Ca30Cu45O127 銅氧化物超導體
110 Bi2Sr2Ca2Cu3O10BSCCO
92 YBa2Cu3O7YBCO
77 液態氮的沸點  
43 SmFeAs(O,F) 鐵基超導體
41 CeFeAs(O,F)
26 LaFeAs(O,F)
20 液態氫的沸點  
18 Nb3Sn 金屬低溫超導體
10 NbTi
4.2 Hg(

參見[编辑]