釔鋇銅氧

歷史

在發現超導性後的第75年，在蘇黎世IBM工作的約翰內斯·貝德諾爾茨和卡爾·米勒發現特定的半導體氧化物可以在低於35K的溫度下顯示出超導性，特別是鑭鋇銅氧化物，一種缺氧鈣鈦礦型的潛在材料。

在此基礎上，1987年，亨茨維爾阿拉巴馬大學的吳茂昆及其研究生（Ashburn和Torng），與休斯頓大學的朱經武和他的學生共同發現了釔鋇銅氧，也因此引發了對新高溫超導材料的研究熱潮。

YBCO是首個超導溫度在77K以上的材料，也就是說它的轉變溫度高於液氮的沸點，用相對便宜的液氮就可以冷卻。之前發現的超導體都必須用液氦或液氫冷卻（T_b= 20.28 K）。

YBCO最早是通過在1000-1300K加熱金屬碳酸鹽混合物製備的。

現在YBCO的製取以相應的硝酸鹽和氧化物為原料。

YBa₂Cu₃O_{7-x}的超導性質與x值（氧含量）很有關係，只有滿足0≤x≤0.5的材料在T_c溫度下有超導性，當x~0時其轉變溫度最高，為95K。

除了氧的計量比外，YBCO的性質也由結晶方式決定。在燒結YBCO時必須小心，因為YBCO是晶體材料，只有小心控制退火和淬火的溫度和速度，校準晶界，才可以使其超導性達到最佳。

吳茂昆和同事提出了其他合成YBCO的方法，比如化學氣相沉積（CVD）、溶膠-凝膠以及氣溶膠法。這些方法在燒結時仍然需要小心。

高溫超導體有很多實際中的套用，例如可用作核磁共振成像、磁懸浮設施以及約瑟夫森結中的磁體。

主要有兩個問題限制了YBCO在超導方面的套用：

第一，YBCO單晶有很高的臨界電流密度，至於多晶則很低（保持超導態時僅能通過很小的電流）。這是由材料的晶粒界面造成：當晶界角大於約5°時，超導電流就無法越過界面。這個問題可由通過化學氣相沉積製備薄膜或調準晶界得到改善。
第二，此類的氧化物材料很脆，以傳統方法製成線狀並不能很好地保留其超導性質。

另外，很多情況下大規模冷卻物體至液氮的溫度並不十分實際。

表面改性常會導致材料的新性質。表面改性的YBCO可衍生出許多性質，如抑制腐蝕、黏合聚合物、成核，製備有機超導體/絕緣體/高溫超導體以及製備金屬/絕緣體/超導體隧道結。

這些分子層狀材料可用循環伏安法製備。目前已製得烷基胺、芳香胺和硫醇與YBCO形成的材料，它們穩定性不一。有理論認為在這其中胺扮演路易斯鹼，與YBa₂Cu₃O₇中路易斯酸性的Cu位點結合生成穩定的配位鍵。

YBCO和其他超導體一樣，在轉變溫度會發生邁斯納效應。在該溫度或低於該溫度時，YBCO變為抗磁性，內部磁通量為零，磁力線無法進入超導體，超導體排斥體內的磁場。