超导体的发展历史

1.超导体的发展历史动力与电气工程系王雷1.1超导体的发现物质的态TKvmb232121.1超导现象的发现最难液化的物质?He的液化Onnes,19111.1超导现象的发现最接近绝对零度的物质1.1超导现象的发现金属的电阻理论预测Whatwouldhappentotheresistanceofametalasitwascooledtoabsolutezero?Threepopulartheoriesattheturnofthe20thcentury.Butwhichonewouldagreewithexperiment?1.1超导现象的发现电阻消失了！Themeasuredresistanceofgolddoesn’tsuperconduct,butmercurydoes.1.1超导现象的发现R10-6ΩR=0Ω???零电阻的实验观测！超导领域的第一个诺贝尔物理学奖1.1超导现象的发现NobelPrizeinPhysics(1913)超导领域的诺贝尔奖们TheNobelPrizeinPhysics1913hisinvestigationsonthepropertiesofmatteratlowtemperaturesHeikeKamerlinghOnnesTheNobelPrizeinPhysics1972theoryofsuperconductivity,usuallycalledtheBCS-theoryJohnBardeenLeonNeilCooperJohnRobertSchriefferTheNobelPrizeinPhysics1973experimentaldiscoveriesoftunnelingphenomenainsuperconductorsIvarGiaeverforhistheoreticalpredictionsofJosephsoneffectsBrianDavidJosephsonTheNobelPrizeinPhysics1987theirdiscoveryofsuperconductivityinceramicmaterialsJ.GeorgBednorzK.AlexanderMüllerTheNobelPrizeinPhysics2003contributionstothetheoryofsuperconductorsandsuperfluidsAlexeiA.AbrikosovVitalyL.GinzburgAnthonyJ.Leggett这还不包括与超导密切相关的超流领域的诺贝尔奖：(1962,1978,1996)1.2合金超导体其它超导体1.2超导体的发展单质超导体温度:TTc电流:IIc磁场:HHc超导的条件1.2超导体的发展金属超导体的临界场Hc很小，也不能通过大电流。超导合金超导体1.2超导体的发展In1931,W.J.deHaas,thenewdirectoroftheKamerlinghOnnesLaboratoryinLeiden.Bi（铋）不超导Au（金）不超导Bi-Au合金超导合金超导体的临界磁场大大增加！铌钛（NbTi）第一种具有实用价值的超导体In1962Nb-TiwerediscoveredbyT.G.BerlincourtandR.R.HakeTc=9.2K,Hc15T1.2超导体的发展NbTi导线——第一代超导线带材铌三锡（Nb3Sn）具有实用价值的超导体Nb3Snwerediscoveredin1954.InApril2008arecordnon-coppercurrentdensitywasclaimedof2643A/mm²at12Tand4.2KTc=18.3K,Hc30TNb3Sn晶格结构图铌三锡的制备NbTi/Nb3Sn导线绕制的MRI磁体医疗核磁共振仪（2~3T）设计中的11T核磁共振仪1.3氧化物超导体的发现参考文献：“对1986-1987年间高温超导体发现的历史再考察”，刘兵，《二十一世纪》1995年4月转变温度最高的合金（金属间化合物）超导体：铌三锗（Nb3Ge）Tc=23Ｋ。1964年，人们发现了第一个氧化物超导体，即锶钛氧化物，但Tc只有0.3Ｋ。1975年由斯莱特（A.W.Sleight）等人发现的Tc为14Ｋ的钡铅铋氧化物超导体。氧化物超导体1986年1月，ＩＢＭ实验室科学家缪勒（A.Müller）和贝德诺兹（J.G.Bednorz）制备了Ba-La-Cu-O样品，利用电阻测量观察到了30Ｋ左右的起始转变温度。(LaSr)2CuO4超导体的发现日本的研究东京大学的北泽宏一和金泽尚一，于11月验证了La-Ba-Cu-O的超导电性（Tc~30K）。东京大学的伟岸光二，12月发现La-Sr-Cu-O起始转变温度达到了37K，在33K变为零电阻。美国的研究休斯顿大学的朱经武，11月立即着手相关研究工作，并在La-Ba-Cu-O中观察到~73K的转变温度，但结果不可重复。12月，在MRS年会上，东京大学的北泽宏一，报道了日本的研究结果。12月，朱经武向PRL寄出了La-Ba-Cu-O的Tc=40K的论文。并再次观测到70K的转变迹象，月末将该结果寄向SCIENCE杂质。同时，贝尔实验室的Cava也获得了39K的转变温度。中国的研究中科院物理所的赵忠贤小组也开始进行相关的工作。12月20日，观察到了SrLaCuO的起始温度为48.6K。并在BaLaCuO中观察到了70K的超导迹象。12月27日，《人民日报》就报道了发现70K超导体的消息。1987年1月17日，48.6K的论文才被送到《科学通报》。YBaCuO发现者之争朱经武的合作者，阿拉巴马大学的吴茂昆通过计算预言钇钡铜氧将是最佳的超导体候选者。1月28日，吴茂昆合成了钇钡铜氧样品。29日下午，测量发现90Ｋ左右的超导电性。1月30日，吴茂昆飞往休斯顿，在那里进一步验证了90K的超导现象。2月5日，朱经武将2篇相关论文寄往PRL。2月16日，朱在新闻发布会上宣布发现液氮温度（77K）以上的超导体，但成分需要在论文3月2日发表后公布。但未经他同意，理学院院长Weinstein将这一秘密泄露给《休斯顿纪事报》。YBaCuO发现者之争东京大学水上忍小组发现了临界温度高达80K的YBaCuO超导体,论文于2月23日寄到了《日本应用物理》杂志，并于4月份才发表。2月19日，赵忠贤小组在钇钡铜氧中发现了起始温度高于100Ｋ，中点温度为92.8Ｋ的超导转变。与以前不同，这一次，他们迅速地在第二天就将论文写成并寄出，并办理申请专利。《科学通报》于2月21日收到论文，但专利申请却没有成功，因国外已申请在先了。在2月24日召开了新闻发布会，正式公布了赵忠贤等人的成果和新超导体的成分。2月25日的《人民日报》头版刊登了这一消息。YBaCuO发现者之争YBa2Cu3O7-δ的结构Criticaltemperature(Tc),crystalstructureandlatticeconstantsofsomehigh-TcsuperconductorsFormulaNotationTcc(K)CrystalstructureYBa2Cu3O712392OrthorhombicBi2Sr2CuO6Bi-220120TetragonalBi2Sr2CaCu2O8Bi-221285TetragonalBi2Sr2Ca2Cu3O6Bi-2223110TetragonalTl2Ba2CuO6Tl-220180TetragonalTl2Ba2CaCu2O8Tl-2212108TetragonalTl2Ba2Ca2Cu3O10Tl-2223125TetragonalTlBa2Ca3Cu4O11Tl-1234122TetragonalHgBa2CuO4Hg-120194TetragonalHgBa2CaCu2O6Hg-1212128TetragonalHgBa2Ca2Cu3O8Hg-1223134TetragonalA.MüllerandJ.G.Bednorz1987年诺贝尔物理学奖高温铜基氧化物超导体的发现超导体的发现历史图谱