大学物理1514超导.pptx
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1、上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 对于氧化物对于氧化物超导体,其转变超导体,其转变温度范围较宽。温度范围较宽。0.9R00.5R00.1R0R0TeTmTs氧化物超导体的转变温度氧化物超导体的转变温度 电阻从起始转电阻从起始转变处下降到一半时变处下降到一半时对应的温度定义为对应的温度定义为转变温度转变温度。转变宽度转变宽度上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出高温超导体的电子显微镜图像高温超导体的电子显微镜图像上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出1.1.零电阻零电阻 超导体
2、处于超导态时电阻完全消失,若形超导体处于超导态时电阻完全消失,若形成回路,一旦回路中有电流,该电流将无衰减地持续成回路,一旦回路中有电流,该电流将无衰减地持续下去。下去。2.2.临界磁场与临界电流临界磁场与临界电流 材料的超导态可以被外加磁场破坏而转入正常态,材料的超导态可以被外加磁场破坏而转入正常态,这种破坏超导态所需的最小磁场强度称为临界磁场。这种破坏超导态所需的最小磁场强度称为临界磁场。二、超导体的主要特性二、超导体的主要特性上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出临界磁场的存在,限制了超导体中能够通过的电临界磁场的存在,限制了超导体中能够通过的电流。
3、当通过超导体的电流超过某一电流值时,超流。当通过超导体的电流超过某一电流值时,超导态被破坏,此电流称为临界电流。导态被破坏,此电流称为临界电流。三个临界条件:三个临界条件:临界温度、临界磁场、临界电流临界温度、临界磁场、临界电流正常态正常态超导态超导态第第类类超超导导体体正常态正常态迈斯纳态迈斯纳态第第类类超超导导体体混合态混合态上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 3.3.迈斯纳效应迈斯纳效应完全抗磁性完全抗磁性 在使样品转变为超在使样品转变为超导态的过程中,无论先降温后加磁场,还是先加磁导态的过程中,无论先降温后加磁场,还是先加磁场后降温,超导体内的
4、磁感应强度总是为零。场后降温,超导体内的磁感应强度总是为零。常态常态降温降温加场加场超导超导超导超导加场加场常态常态降温降温上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 4.4.同位素效应同位素效应 同位素的质量越大,转变温度越同位素的质量越大,转变温度越低。同位素效应说明超导不仅与电子状态有关,低。同位素效应说明超导不仅与电子状态有关,也与金属的离子晶格有关。也与金属的离子晶格有关。1957年巴丁年巴丁(J.B
5、ardeen)、库珀库珀(L.V.Cooper)和施里弗和施里弗(J.R.Schrieffer)提出一个提出一个超导电性的微观理论,称为超导电性的微观理论,称为BCS理论。理论。从正常态到超导态的转变非常迅速,因此人们从正常态到超导态的转变非常迅速,因此人们设想这种变化应该是电子态的转变,因电子的质量设想这种变化应该是电子态的转变,因电子的质量小、反应快;但是同位素效应又说明这种转变与晶小、反应快;但是同位素效应又说明这种转变与晶格的质量有一定关系。格的质量有一定关系。三、三、BCS理论理论上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出格波格波 电子在离子晶格间运
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