1911年卡末林—昂內斯意外地發現，將汞冷卻到－268.98℃時，汞的電阻突然消失；後來他發現許多金屬和合金都具有與上述汞相類似的低溫下失去電阻的特性 1913年 卡末林—昂內斯在諾貝爾領獎演說中指出：低溫下金屬電阻的消失“不是逐漸的，而是突然的”，水銀在4.2K進入了一種新狀態，由於它的特殊導電性能，可以稱為超導態”
基本介紹
- 中文名：超導九十年
- 所屬學科：化學
簡介
1932年霍爾姆和卡末林—昂內斯都在實驗中發現，隔著極薄一層氧化物的兩塊處於超導狀態的金屬，沒有外加電壓時也有電流流過 1933年 荷蘭的邁斯納和奧森菲爾德共同發現了超導體的一個極為重要的性質 1935年 德國人倫敦兄弟提出了一個超導電性的電動力學理論 1950年 美籍德國人弗茹里赫與美國伊利諾斯大學的巴丁經過複雜的研究和推論後，同時提出：超導電性是電子與晶格振動相互作用而產生的。他們都認為金屬中的電子在點陣中被正離子所包圍，正離子被電子吸引而影響到正離子振動，並吸引其它電子形成了超導電流。接著，美國伊利諾斯大學的巴丁、庫柏和斯里弗提出超導電量子理論，他們認為：在超導態金屬中電子以晶格波為媒介相互吸引而形成電子對，無數電子對相互重疊又常常互換搭配對象形成一個整體，電子對作為一個整體的流動產生了超導電流。由於拆開電子對需要一定能量，因此超導體中基態和激發態之間存在能量差，即能隙。這一重要的理論預言了電子對能隙的存在，成功地解釋了超導現象，被科學家界稱作“巴庫斯理論”。這一理論的提出標誌著超導理論的正式建立，使超導研究進入了一個新的階段。 1953年 畢派德推廣了倫敦的概念並得到與實驗基本相符的超導穿透深度的數值 1960-1961年 美籍挪威人賈埃瓦用鋁做成隧道元件進行超導實驗，直接觀測到了超導能隙，證明了巴庫斯理論。他在大量實驗中，曾多次測量到零電壓的超導電流，但未引起他的重視。 1962年 年僅20多歲的劍橋大學實驗物理研究生約瑟夫遜在著名科學家安德森指導下研究超導體能隙性質，他提出在超導結中，電子對可以通過氧化層形成無阻的超導電流，這個現象稱作直流約瑟夫遜效應。當外加直流電壓為V時，除直流超導電流之外，還存在交流電流，這個現象稱作交流約瑟夫遜效應。將超導體放在磁場中，磁場透入氧化層，這時超導結的最大超導電流隨外磁場大小作有規律的變化。約瑟夫遜的這一重要發現為超導體中電子對運動提供了證據，使對超導現象本質的認識更加深入。約瑟夫森效應成為微弱電磁信號探測和其他電子學套用的基礎。 70年代 超導列車成功地進行了載人可行性試驗。超導列車是在車上安裝強大的超導磁體，地上安放一系列金屬環狀線圈。當車輛行進時，車上的磁體在地上的線圈中感應起相反的磁極，使兩者的斥力將車子浮出地面。車輛在電機牽引下無摩擦地前進，時速可高達500千米。 1986年1月 在美國國際商用機器公司設在瑞士蘇黎世實驗室中工作的科學家柏諾茲和繆勒，首先發現鋇鑭銅氧化物是高溫超導體，將超導溫度提高到30K；緊接著，日本東京大學工學部又將超導溫度提高到37K。 1987年1月初 日本川崎國立分子研究所將超導溫度提高到43K；不久日本綜合電子研究所又將超導溫度提高到46K和53K。中國科學院物理研究所由趙忠賢、陳立泉領導的研究組，獲得了48.6K的鍶鑭銅氧系超導體，並看到這類物質有在70K發生轉變的跡象。 1987年2月16日 美國國家科學基金會宣布，朱經武與吳茂昆獲得轉變溫度為98K的超導體。 1987年2月20日中國也宣布發現100K以上超導體。1987年3月3日，日本宣布發現123K超導體。 1987年3月12日 中國北京大學成功地用液氮進行超導磁懸浮實驗。 1987年3月27日美國華裔科學家又發現在氧化物超導材料中有轉變溫度為240K的超導跡象。 1987年12月30 美國休斯敦大學宣布，美籍華裔科學家朱經武又將超導溫度提高到40.2K 1987年 日本鐵道綜合技術研究所的“MLU002”號磁懸浮實驗車開始試運行 1991年3月 日本住友電氣工業公司展示了世界上第一個超導磁體。 1991年10月 日本原子能研究所和東芝公司共同研製成核聚變堆用的新型超導線圈。該線圈電流密度達到每平方毫米40安培，為過去的3倍多，達到世界最高水準。該研究所把這個線圈大型化後提供給國際熱核聚變堆使用。這個新型磁體使用的超導材料是鈮和錫的化合物。 1992年1月27日 第一艘由日本船舶和海洋基金會建造的超導船“大和”1號在日本神戶下水試航。超導船由船上的超導磁體產生強磁場，船兩側的正負電極使水中電流從船的一側向另一側流動，磁場和電流之間的洛倫茲力驅動船舶高速前進。這種高速超導船直到目前尚未進入實用化階段，但實驗證明，這種船舶有可能引發船舶工業爆發一次革命，就像當年富爾頓發明輪船最後取代了帆船那樣。 1992年 一個以巨型超導磁體為主的超導超級對撞機特大型設備，於美國德克薩斯州建成並投入使用，耗資超過82億美元。 1996年 改進高溫超導電線的研究工作取得進展，製成了第一條地下輸電電纜。歐洲電纜巨頭皮雷利電纜公司、美國超導體公司和舊金山的電力研究所的工人，共同把6000米長的鉍、鍶、鈣、銅和氧製成的線纏繞到一根保持超導溫度的液氮的空管子上。 2001年4月，340米鉍系高溫超導線在清華大學套用超導研究中心研製成功，並於年末建成第一條鉍系高溫線材生產線。 2001年5月，北京有色金屬研究總院採用自行設計研製的設備，成功地製備出國內最大面積的高質量雙面釔鋇銅氧超導薄膜，達到國際同類材料的先進水平 2001年7月，香港科技大學宣布成功開發出全球最細的納米超導線。 2009年10月10日,美國科學家合成物質(Tl4Ba)Ba2Ca2Cu7O13+,將超導溫度提高到254K,距離冰點僅19℃，對於推廣超導的實際套用具有極大的意義. 目前，我國超導臨界溫度已提高到零下120℃即153K左右 。
