超導現像
編輯超導現象是在某些材料中觀察到的一組物理特性,其中電阻消失并且磁通量場從材料中排出。 任何具有這些特性的材料都是超導體。 與普通金屬導體的電阻隨著溫度降低甚至接近xxx零而逐漸降低不同,超導體具有特征臨界溫度,低于該溫度電阻會突然降至零。 通過超導線環的電流可以在沒有電源的情況下無限期地持續存在。
超導現象于 1911 年由荷蘭物理學家 Heike Kamerlingh Onnes 發現。 與鐵磁性和原子譜線一樣,超導是一種只能用量子力學解釋的現象。 它的特點是邁斯納效應,在超導體過渡到超導狀態期間,磁場線從超導體內部完全噴射出來。 邁斯納效應的出現表明超導性不能簡單地理解為經典物理學中完美導電性的理想化。
1986 年,人們發現一些銅酸鹽鈣鈦礦陶瓷材料的臨界溫度高于 90 K(-183 °C)。 如此高的轉變溫度對于傳統超導體在理論上是不可能的,因此這種材料被稱為高溫超導體。 廉價的冷卻劑液氮在 77 K 沸騰,因此在比這更高的溫度下超導性的存在促進了許多在較低溫度下不太實用的實驗和應用。
分類
編輯超導體的分類標準有很多。
對磁場的反應
超導體可以是 I 型,這意味著它有一個單一的臨界場,在這個臨界場以上所有超導性都消失,在這個臨界場以下磁場完全從超導體中排出; 或 II 型,這意味著它有兩個臨界場,在這兩個臨界場之間,它允許磁場通過孤立點部分穿透。 這些點稱為渦流。 此外,在多組分超導體中,可能具有這兩種行為的組合。 在那種情況下,超導體是 Type-1.5。
根據操作理論
如果它可以用 BCS 理論或其衍生物來解釋,則它是常規的,否則是非常規的。 或者,如果超導有序參數根據系統的點群或空間群的非平凡不可約表示進行變換,則稱超導體是非常規的。
按臨界溫度
如果超導體在 30 K(-243.15 °C)以上達到超導狀態,則通常被認為是高溫超導體; 正如 Georg Bednorz 和 K. Alex Müller 的最初發現一樣。 它還可以參考在使用液氮冷卻時轉變為超導性的材料——也就是說,僅在 Tc > 77 K,雖然這通常只是用來強調液氮冷卻劑就足夠了。 低溫超導體是指臨界溫度在30K以下,主要采用液氦(Tc>4.2K)冷卻的材料。 該規則的一個例外是鐵磷族超導體,它表現出高溫超導體的典型行為和特性,但其中一些族群的臨界溫度低于 30 K。
按材質
超導材料類別包括化學元素(例如汞或鉛)、合金(例如鈮鈦合金、鍺鈮合金和氮化鈮)、陶瓷(YBCO 和二硼化鎂)、超導磷(例如摻氟 LaOFeAs)或有機超導體 (富勒烯和碳納米管;盡管這些例子可能應該包括在化學元素中,因為它們完全由碳組成)。

超導體的基本性質
編輯超導體的一些物理性質因材料而異,例如臨界溫度、超導間隙值、臨界磁場和超導性被破壞的臨界電流密度。 另一方面,有一類獨立于底層材料的屬性。 邁斯納效應、磁通量或xxx電流的量化,即零電阻狀態是最重要的例子。 這些普遍性質的存在植根于超導體的對稱性破缺和非對角長程有序的出現。 超導現象是熱力學相,因此具有某些在很大程度上獨立于微觀細節的顯著特性。
非對角長程順序與庫珀對的形成密切相關。
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