超导体临界温度电阻是多少
⑴ 超导临界温度的介绍
这是超导体从正常态转变为超导态(0电阻)时的温度。实际上也就是把Cooper电子对解体开来的温度。对于转变温度范围较宽的超导体(如高温超导体),临界温度可分为起始转变温度、中转变温度和0电阻温度。
⑵ 超导体真的一点电阻都没有吗
可以认为没有,因为目前证实不了他有电阻
1911年,荷兰科学家卡末林—昂内斯((Heike Kamerlingh-Onnes)用液氦冷却汞,当温度下降到4.2K时,水银的电阻完全消失,这种现象称为超导电性,此温度称为临界温度。根据临界温度的不同,超导材料可以被分为:高温超导材料和低温超导材料[1]。但这里所说的“高温”,其实仍然是远低于冰点0℃的,对一般人来说算是极低的温度。1933年,迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现,如果把超导体放在磁场中冷却,则在材料电阻消失的同时,磁感应线将从超导体中排出,不能通过超导体,这种现象称为抗磁性。经过科学家们的努力,超导材料的磁电障碍已被跨越,下一个难关是突破温度障碍,即寻求高温超导材料。
1973年,发现超导合金――铌锗合金,其临界超导温度为23.2K,这一记录保持了近13年。
1986年,设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物(镧钡铜氧化物)具有35K的高温超导性。此后,科学家们几乎每隔几天,就有新的研究成果出现。
1986年,美国贝尔实验室研究的超导材料,其临界超导温度达到40K,液氢的“温度壁垒”(40K)被跨越。
1987年,美国华裔科学家朱经武以及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1986-1987年的短短一年多的时间里,临界超导温度提高了近100K。
来自德国、法国和俄罗斯的科学家利用中子散射技术,在高温超导体的一个成员单铜氧层Tl2Ba2CuO6+δ中观察到了所谓的磁共振模式,进一步证实了这种模式在高温超导体中存在的一般性。该发现有助于对铜氧化物超导体机制的研究。
高温超导体具有更高的超导转变温度(通常高于氮气液化的温度),有利于超导现象在工业界的广泛利用。高温超导体的发现迄今已有16年,而对其不同于常规超导体的许多特点及其微观机制的研究,却仍处于相当“初级”的阶段。这一点不仅反映在没有一个单一的理论能够完全描述和解释高温超导体的特性,更反映在缺乏统一的、在各个不同体系上普遍存在的“本征”实验现象。本期Science所报道的结果意味着中子散射领域里一个长期存在的困惑很有可能得到解决。
早在1991年,法国物理学家利用中子散射技术在双铜氧层YBa2Cu3O6+δ超导体单晶中发现了一个微弱的磁性信号。随后的实验证明,这种信号仅在超导体处于超导状态时才显着增强并被称为磁共振模式。这个发现表明电子的自旋以某种合作的方式产生一种集体的有序运动,而这是常规超导体所不具有的。这种集体运动有可能参与了电子的配对,并对超导机制负责,其作用类似于常规超导体内引起电子配对的晶格振动。但是,在另一个超导体La2-xSrxCuO4+δ(单铜氧层)中,却无法观察到同样的现象。这使物理学家怀疑这种磁共振模式并非铜氧化物超导体的普遍现象。1999年,在Bi2Sr2CaCu2O8+δ单晶上也观察到了这种磁共振信号。但由于Bi2Sr2CaCu2O8+δ与YBa2Cu3O6+δ一样,也具有双铜氧层结构,关于磁共振模式是双铜氧层的特殊表征还是“普遍”现象的困惑并未得到彻底解决。
理想的候选者应该是典型的高温超导晶体,结构尽可能简单,只具有单铜氧层。困难在于,由于中子与物质的相互作用很弱,只有足够大的晶体才可能进行中子散射实验。随着中子散射技术的成熟,对晶体尺寸的要求已降低到0.1厘米3的量级。晶体生长技术的进步,也使Tl2Ba2CuO6+δ单晶体的尺寸进入毫米量级,而它正是一个理想的候选者。科学家把300个毫米量级的Tl2Ba2CuO6+δ单晶以同一标准按晶体学取向排列在一起,构成一个“人造”单晶,“提前”达到了中子散射的要求。经过近两个月散射谱的搜集与反复验证,终于以确凿的实验数据显示在这样一个近乎理想的高温超导单晶上也存在磁共振模式。这一结果说明磁共振模式是高温超导的一个普遍现象。而La2-xSrxCuO4+δ体系上磁共振模式的缺席只是“普遍”现象的例外,这可能与其结构的特殊性有关。
关于磁共振模式及其与电子间相互作用的理论和实验研究一直是高温超导领域的热点之一,上述结果将引起许多物理学家的关注与兴趣。
20世纪80年代是超导电性的探索与研究的黄金年代。1981年合成了有机超导体,1986年缪勒和柏诺兹发现了一种成分为钡、镧、铜、氧的陶瓷性金属氧化物LaBaCuO4,其临界温度约为35K。由于陶瓷性金属氧化物通常是绝缘物质,因此这个发现的意义非常重大,缪勒和柏诺兹因此而荣获了1987年度诺贝尔物理学奖。
1987年在超导材料的探索中又有新的突破,美国休斯顿大学物理学家朱经武小组与中国科学院物理研究所赵忠贤等人先后研制成临界温度约为90K的超导材料YBCO(钇铋铜氧)。
1988年初日本研制成临界温度达110K的Bi-Sr-Ca-Cu-O超导体。至此,人类终于实现了液氮温区超导体的梦想,实现了科学史上的重大突破。这类超导体由于其临界温度在液氮温度(77K)以上,因此被称为高温超导体。
自从高温超导材料发现以后,一阵超导热席卷了全球。科学家还发现铊系化合物超导材料的临界温度可达125K,汞系化合物超导材料的临界温度则高达135K。如果将汞置于高压条件下,其临界温度将能达到难以置信的164K。
1997年,研究人员发现,金铟合金在接近绝对零度时既是超导体同时也是磁体。1999年科学家发现钌铜化合物在45K时具有超导电性。由于该化合物独特的晶体结构,它在计算机数据存储中的应用潜力将是非常巨大的。
自2007年12月开始,中国科学院物理研究所的陈根富博士已投入到镧氧铁砷非掺杂单晶体的制备中。今年2月18日,日本东京工业大学的细野秀雄教授和他的合作者在《美国化学会志》上发表了一篇两页的文章,指出氟掺杂镧氧铁砷化合物在零下247.15℃时即具有超导电性。在长期研究中保持着跨界关注习惯的陈根富和王楠林研究员立即捕捉到了这一消息的价值,王楠林小组迅速转向制作掺杂样品,他们在一周内实现了超导并测量了基本物理性质。
几乎与此同时,物理所闻海虎研究组通过在镧氧铁砷材料中用二价金属锶替换三价的镧,发现有临界温度为零下248.15℃以上的超导电性。
2008年3月25日和3月26日,中国科学技术大学陈仙辉组和物理所王楠林组分别独立发现临界温度超过零下233.15℃的超导体,突破麦克米兰极限,证实为非传统超导。
2008年3月29日,中国科学院院士、物理所研究员赵忠贤领导的小组通过氟掺杂的镨氧铁砷化合物的超导临界温度可达零下221.15℃,4月初该小组又发现无氟缺氧钐氧铁砷化合物在压力环境下合成超导临界温度可进一步提升至零下218.15℃。
为了证实(超导体)电阻为零,科学家将一个铅制的圆环,放入温度低于Tc=7.2K的空间,利用电磁感应使环内激发起感应电流。结果发现,环内电流能持续下去,从1954年3月16日始,到1956年9月5日止,在两年半的时间内的电流一直没有衰减,这说明圆环内的电能没有损失,当温度升到高于Tc时,圆环由超导状态变正常态,材料的电阻骤然增大,感应电流立刻消失,这就是着名的昂尼斯持久电流实验。
⑶ 铅变成超导体的临界温度是多少度
大家在上电学课时都知道什么是导体,即电流容易通过的物体,最典型的就是金属。导体具有一定的电阻,会阻碍电流顺利通过,导致电流强度或电压改变。可是超导体又是怎么回事呢?
超导体的发现与超低温有关。19世纪末,科学家发明了压缩制冷机,将气体冷却至零下200℃以下,制成超低温液态空气。将普通物体放到液态空气中,它们的特性都发生了改变,例如橡胶失去了弹性,变得像玻璃一样脆而易碎;水银冻得比铁还硬;面包会发出蓝色的辉光……
最令人惊奇的是,一些金属在超低温下电阻突然消失,电流通过时没有任何损失,科学家称这种现象为超导性,称这种金属为超导体,称发生超导现象时的温度为临界温度。例如铅在零下265.93℃时变成为超导体,几百安培的电流绕着铅制成的线圈流动,经过两年半时间,电量没有丝毫减少。
人们立即想到,如果用超导体制成电线就好了。因为没有电阻,电流通过时就不会产生热量,用超导体制作发电机环绕铁心的线圈,可以通过很强的电流以产生强电磁场,而所消耗的功率却只有普通发电机的一小部分。
不过这里有一个难以解决的问题,我们常见的铁、镍、铜、铝、锡、铅等金属的临界温度都很低,例如水银的临界温度为零下269.03℃,锡为零下269.43℃,铝为零下271.95℃,其他金属的临界温度就更低了。临界温度最高的金属是锝,但也在零下261.95℃。要制造并保持这么低的温度,所消耗的能量可比超导体发电机节省的能量大多了。如果能使超导体的临界温度提高到室温就好了。
后来人们发现,如果将几种金属混合起来制成合金,临界温度就会提高。特别是含有铌的合金,例如铌铝锗合金,在零下252℃时可出现超导性。这给了科学家极大启发,是否其他非金属材料,包括我们平常绝不会想到用来导电的玻璃陶瓷之类,也具有超导性呢?
20世纪80年代,德国科学家柏德诺兹和瑞士科学家缪勒通过实验发现,一类含有铜的氧化物陶瓷材料可以在相对较高的温度下转变为超导体。当然,这里所说的较高的温度仍然在零下200℃(130K)上下,但相比传统超导体而言,已经算是“高温”了。柏德诺兹和缪勒因发现氧化物高温超导材料而获得1987年诺贝尔物理学奖。
此后,全世界各国科学家掀起一场寻找高温超导物质的浪潮,中国科学家首先将钇钡铜氧化物材料的临界温度提高到零下173℃以上,美国华裔科学家则研制出临界温度在零下143℃的汞钡钙铜氧化物超导材料,日本科学家甚至发现镧锶铜氧化物材料在14℃室温条件下存在超导迹象。
⑷ 超导体的电阻
这样电阻也不是为零的。 现在的科学能解释的只有第一类超导体,也就是所谓的纯金属 降低到临界温度之下,显示出来的超导电性。 在这种状态之下,由于金属离子的晶格中带正电,电子带负电,电子通过晶格震动时产生声子(phonon) 吸引自旋相对的电子,产生 库伯对 (cooper pair) 这些库伯对之间的能量高于 电子和晶格离子之间的能量,所以不发生能量交换。 这样就不存在电阻了。 具体的你可以 在维基网络里查一下,有很多资料
⑸ 超导体是否有电阻
超导现象是当温度低到某一值(临界温度)时,导体的电阻突然降到零,这种导体被称为超导体。所以超导体只有当温度在临界温度以下时才没有电阻。当这种材料的温度高于临界温度时,它还是有电阻的。
⑹ 超导体材料的电阻是多少
一般材料在温度接近绝对零度的时候,物体分子热运动几乎消失,材料的电阻趋近于0,此时称为超导体,达到超导的温度称为临界温度。
电阻可以认为是0
⑺ 超导体的电阻值得问题
你好!
超导体电阻在超过临界温度时,为零是肯定的。这个已被众多实验验证证明。
对欧姆定律I=U/R中。R=0时,在高等数学中,I正比于U。即电线传输没有线损。U无穷大时,I无穷大。
不能用初等数学的思路来考虑这个问题。
在临界温度下,欧姆定律修正为。
I=U/R→0;
希望能帮助你!
⑻ 处于超导态的超导体的电阻是多大为什么
超导体不是理想状态,是真实的,他的实际电阻就是0
因为温度很低的时候分子的热运动就会很很慢,产生碰撞的几率就会很低.施加电压后,分子就定向移动,不受到撞击,于是电阻为0
⑼ 半导体的导电性和超导体的导电性与温度的关系
半导体 的电阻是随温度上升而下降最后在一个值稳定下来之后再上升
超导体在临界温度一下都是为0,超过临界温度电阻随温度上升