第4章(2)超导体

超导体电阻率摘要：一、超导体电阻率的概念1.电阻率的定义2.超导体与普通导体的区别二、超导体电阻率的特性1.零电阻特性2.高温超导体的电阻率三、影响超导体电阻率的因素1.温度2.磁场3.化学成分和结构四、超导体电阻率的应用1.能源传输2.磁浮技术3.量子计算正文：超导体电阻率是指在超导状态下，导体的电阻程度。

电阻率是描述材料导电性能的物理量，通常用符号ρ表示，单位是欧姆·米（Ω·m）。

在超导状态下，超导体电阻率具有独特的特性，使其在许多领域具有广泛的应用。

超导体电阻率的核心特性是零电阻特性。

在超导态下，超导体内部的电阻为零，电流可以在其内部自由流动。

这一特性使得超导体在能源传输、磁浮技术和量子计算等领域具有巨大的潜力。

然而，要实现超导状态，需要将超导体冷却到临界温度以下。

近年来，高温超导体的研究取得了突破，使得超导技术在室温下应用成为可能。

超导体电阻率受多种因素影响。

首先是温度，超导体的电阻率随着温度的升高而增加。

高温超导体虽然不能实现室温下的超导，但其相对较高的临界温度已经使得它们在实际应用中具有很大的优势。

其次是磁场，超导体在磁场作用下会出现磁通拥堵现象，导致电阻率增加。

最后是化学成分和结构，不同的材料和结构对超导体电阻率有重要影响。

在能源传输领域，超导体电阻率的特性使得电力传输过程中的能量损耗大大降低，提高了能源利用效率。

在磁浮技术领域，超导体可以产生强大的磁场，使磁浮列车在轨道上悬浮，减少运行阻力，提高运行速度。

在量子计算领域，超导体的零电阻特性为实现量子计算提供了可能。

总之，超导体电阻率的研究对于推动超导技术的发展具有重要意义。

第 4 章第 3 节课题：物质的导电性与电阻(2)主备人审核人日期年月日教学目标知识与能力目标：1、能通过实验探究得出影响导体电阻大小的因素，及其定性的关系。

2、通过阅读表格了解不同材料的电阻特性。

3、了解金属导体的电阻与温度之间的关系和超导现象。

4、了解电阻大小的改变在生活中的应用。

过程与方法：1、经初步分析能猜测影响电阻的一些因素。

2、知道在与一个物理量的相关因素较多时，能用控制变量法进行实验方案设计。

3、能根据实验思想设计需要的实验方案。

4、能从实验结果定性得出导体电阻与其长度、粗细和组成材料之间的关系。

5、能设计实验来探究金属导体的电阻随温度变化的影响。

情感态度与价值观：1、积极参加学习活动。

2、感受知识建立，品尝成功喜悦,燃起学习兴趣,激发思维热情。

教学重点从实验结果得出导体的电阻与长度、粗细、材料之间的关系教学难点根据实验思想设计需要的实验方案教学准备二次备课教学流程设计导体和绝缘体的区别是什么？－－导电能力的差异这说明什么？－－说明各种材料的导电能力是不同的。

－－影响电阻大小的因素之一：材料【猜测】影响电阻大小的因素还有哪些？－－生答：导线的粗细、长度、温度等学习新知：一、研究导体的电阻与长度的关系控制导体的材料和粗细相同，用镍铬合金导线EF和GH做实验，将实验测出的电流表示数填入表1内．表1：研究导体的电阻跟长度的关系提问：分析实验数据，可以得到什么结论？－－导体的材料、粗细（横截面积）都相同时，导体越长，电阻越大。

二、研究导体的电阻与粗细的关系控制导体的材料和长度不变，用镍铬合金线CD和GH做实验．将实验测出的电流表的示数填入表2内．表2：研究导体的电阻跟横截面积的关系提问：分析实验数据，可以得到什么结论？－－导体的材料、长度都相同时，导体的越细（横截面积越小），电阻越大。

导体的电阻跟长度、横截面积的关系可以用人在街上行走作比喻，街道越长，街面越窄，行人受到阻碍的机会越多．同理，导体越长、越细，自由电子定向移动受到碰撞的机会就会越多．三、研究导体电阻与材料的关系在本研究中应该控制导体的长度、横截面积不变，研究当导体的长度发生变化时，导体电阻的变化情况。

第一类和第二类超导体的定义
超导体是一种在低温条件下具有超导电性的材料，即在一定的电流和磁场下，其电阻为零，能够完全导电。

根据研究发现，超导体可以分为两大类：第一类超导体和第二类超导体。

第一类超导体，也称为完全超导体，是指在超导态下能够完全抵抗外部磁场的材料。

它们通常是由单质金属或合金构成，例如铅、汞等。

在超导态下，第一类超导体的电流密度不会超过一定的临界值，而外部磁场对它们的影响相对较小。

这意味着它们在外部磁场下的超导电性是非常稳定的。

第二类超导体，也称为混合超导体，与第一类超导体相比，其超导性质更加复杂。

第二类超导体通常由化合物构成，如钙钛矿型氧化物等。

在超导态下，第二类超导体的电流密度可以高于临界值，其内部存在许多微小的超导区域和正常区域，这些区域的相互作用会影响材料的超导性质。

此外，在外部磁场下，第二类超导体会在其表面形成磁通束缚区，导致其磁通量分布不均匀。

总之，第一类和第二类超导体的差异在于其对外部磁场的响应不同，第一类超导体可以完全抵御外部磁场，而第二类超导体则会在其表面形成磁通束缚区，导致其磁通量分布不均匀。

它们各自都有自己的优点和缺点，在不同的应用中都有重要的作用。

超导体的钉扎效应（原创实用版）目录1.引言2.超导体的定义和特性3.钉扎效应的概念和原理4.钉扎效应在超导体中的应用5.钉扎效应对超导体性能的影响6.结论正文1.引言超导体是一种在低温下电阻为零的金属材料，具有很高的电导率和磁通排斥特性。

自 20 世纪初被发现以来，超导体在科学研究和应用领域引起了广泛关注。

超导体的钉扎效应是指在超导体中，磁场线被排斥并形成稳定的磁通涡旋的现象。

本文将从超导体的定义和特性入手，介绍钉扎效应的概念和原理，并探讨其在超导体中的应用和对超导体性能的影响。

2.超导体的定义和特性超导体是指在低温下电阻为零的金属材料。

当温度降低到临界温度以下时，超导体的电阻突然消失，电导率无限大。

此外，超导体还具有磁通排斥特性，即在超导体内部，磁场线会被排斥，形成稳定的磁通涡旋。

这些特性使得超导体在磁场作用下具有极高的电导率和能量传输效率。

3.钉扎效应的概念和原理钉扎效应是指在超导体中，磁场线被排斥并形成稳定的磁通涡旋的现象。

当磁场线进入超导体时，会在超导体内部产生磁通涡旋。

这些磁通涡旋会随着磁场线的移动而移动，并在超导体内部形成稳定的磁场分布。

由于磁通涡旋的存在，超导体在磁场作用下具有极高的电导率和能量传输效率。

4.钉扎效应在超导体中的应用钉扎效应在超导体中有很多应用，其中最主要的应用是在超导体磁体中。

超导体磁体是指利用超导体的磁通排斥特性来产生强磁场的设备。

在超导体磁体中，通过控制磁场线的方向和强度，可以实现对磁通涡旋的精确控制，从而产生高度稳定的强磁场。

这种磁场在许多应用领域具有重要价值，例如在粒子加速器、核磁共振成像和磁悬浮列车等方面。

5.钉扎效应对超导体性能的影响钉扎效应对超导体的性能具有重要影响。

首先，钉扎效应使得超导体在磁场作用下具有极高的电导率和能量传输效率。

其次，钉扎效应可以提高超导体的临界温度，从而扩大其应用范围。

然而，钉扎效应也会导致超导体的磁通涡旋不稳定，从而影响其性能。

一、选择题1．X、Y、Z、M、W为原子序数依次增大的5种短周期元素。

X的质子总数与电子层数相同，Y是农作物生长必需的三大营养元素之一，W的单质可用于自来水消毒，Z与M同主族且二者可形成常见气体甲，X、Y、Z三种元素可形成化合物乙。

下列说法不正确的是A．气体甲可以与Z的某种氢化物反应生成强酸B．化合物乙中可能含有离子键C．Y简单氢化物的沸点大于Z简单氢化物的沸点D．X分别与Y、Z、M形成的简单化合物中，X与Z形成的化合物稳定性最高2．下列不能用于鉴别亚硝酸钠和食盐的试剂是A．酸化的碘化钾溶液和淀粉B．酸化的FeCl2溶液C．酸性高锰酸钾溶液D．硝酸银溶液3．已知X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的五种短周期主族元素，只有Z是金属元素，X的简单氢化物分子为正四面体结构，Y是地壳中含量最高的元素，Y与W同主族，下列说法正确的是A．原子半径：X＜Y＜WB．最高价氧化物的水化物的酸性： X＜W＜RC．WY2能使紫色石蕊试液先变红后褪色D．Z与Y形成的化合物一定是碱性氧化物4．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：A．Z原子的最外层电子数为5B．元素的金属性：X＜YC．简单离子半径：X＞W D．元素Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于氨水5．已知X、Y、Z、W四种元素中，X是宇宙中最丰富的元素，Y元素原子最外层电子数是内层电子总数的2倍；Z是地壳中含量最高的元素；W元素原子K层和M 层电子总数等于其L层电子数。

下列回答不正确的是A．X2Z常温下为液态B．Y的一种单质可导电C．W的一种氧化物可形成酸雨D．YZ2为碱性氧化物6．V、W、X、Y、Z为五种短周期主族元素。

其中W、Y、Z分别位于三个不同周期，V、Y位于同一主族；Y原子的最外层电子数是W原子的最外层电子数的2倍；W、X、Y 三种简单离子的核外电子排布相同。

由W、X、Y、Z形成的某种化合物的结构如图所示。

下列说法正确的是()A．简单离子半径：r(X)＜r(W)＜r(Y)＜r(V)B．简单氢化物的稳定性：Y＜VC．X与Y、Y与Z均可形成含非极性键的化合物D．W与X两者的最高价氧化物的水化物不能发生反应7．科学家将含有石墨烯和碳纳米管两种纳米材料的水溶液在低温环境下冻干得到“全碳气凝胶”，该固态材料的密度仅是0.16mg·cm-3，是迄今为止世界上最轻的材料。

一、选择题1．下列叙述中，不正确的是A．HCl溶于水时要破坏离子键B．CCl4和NH3都是只含有极性键的共价化合物C．Na2O2是含有非极性键的离子化合物D．CaO和NaCl晶体熔化时要破坏离子键2．设某元素的原子核内的质子数为m，中子数为n，则下述论断正确的是A．不能由此确定该元素的相对原子质量B．这种元素的相对原子质量为(m+n) gC．碳原子质量为w g，此原子的质量为(m+n)w gD．核内中子的总质量小于质子的总质量3．短周期元素M的原子核外有n个电子层上排布了电子，最外层电子数为2n+1。

下列有M的说法中，不一定正确的是A．M是非金属元素B．M的气态氢化物不一定是电解质C．M的常见单质在常温下为气态D．M的最高价氧化物对应的水化物是强酸4．下列性质比较正确的是A．离子半径： K+＞Cl-＞Na+＞F-B．还原性： Cl-＞Br-＞I-＞S2-C．酸性： HClO4＞H3PO4＞H2S＞H3AlO3D．沸点：甲醛＞甲醇＞甲烷5．下列说法不正确的是（）A．IBr与AgNO3溶液反应会生成AgBr沉淀B．第ⅥA族元素的氢化物中，稳定性最好的其沸点也最高C．HF、HCl、HBr、HI的还原性依次增强，热稳定性依次减弱D．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物6．制取肼的反应为2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O，下列相关微粒的化学用语错误．．的是A．中子数为12的钠原子：Na B．N2H4的结构式：C．Cl－的结构示意图：D．NaClO的电子式：7．根据元素周期表和元素周期律判断，下列叙述不正确．．．的是A．氢元素与其他元素既可形成共价化合物也可形成离子化合物B．气态氢化物的稳定性：H2O > NH3 > SiH4C．用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族D．下图所示实验可证明元素的非金属性：Cl > C > Si8．实验室中下列做法正确的是A．用煤油保存金属锂B．用干燥器干燥受潮的硫酸铜C．用铁坩埚加热熔融NaOH固体D．用pH试纸测FeCl3溶液的pH值9．X、Y、Z、W是同周期原子序数依次增大的主族元素，且原子序数总和为28，四种元素与锂组成的盐是一种新型锂离子电池的电解质，结构如图，下列说法错误的是A．该化合物中，X、Y、Z、W之间均为共价键B．在该物质中X原子满足8电子稳定结构C．W的氢化物易溶于水，且水溶液是强酸D．Z与Y形成的化合物不一定与碱反应10．根据元素周期律，对下列事实进行推测，其中推测不合理的是选项事实推测A Mg与冷水反应缓慢，Ca与冷水反应较快Ba(第IIA族元素的单质)与冷水反应更快B Si是半导体材料，Ge也是半导体材料该族元素的单质都是半导体材料C HCl在1500℃时分解，HI在230℃时分解HBr的分解温度介于二者之间D Si与H2高温时反应，S是H2加热能反应P与H2高温时能反应A．A B．B C．C D．D二、填空题11．据报道，某些花岗岩会产生氡(22286Rn)，从而对人体产生伤害。

半导体和超导体的概念半导体和超导体是现代电子学中至关重要的两大概念。

半导体是指在一定温度下，其导电性能介于导体和绝缘体之间的一类材料；而超导体则是指在低温下，其电阻为零的一类材料。

这两个概念的诞生和发展，对于现代电子技术的发展和应用产生了深远的影响。

一、半导体的概念和特点半导体是指在一定温度下，其导电性能介于导体和绝缘体之间的一类材料。

它的导电性能介于导体和绝缘体之间，因此被称为半导体。

半导体具有以下几个特点：1. 导电性能介于导体和绝缘体之间。

在半导体中，电子的能带结构介于导体和绝缘体之间。

当半导体的温度上升时，其导电性能逐渐增强。

2. 具有PN结的特性。

PN结是半导体器件中最基本的元件之一。

PN结是由P型半导体和N型半导体组成的，它具有单向导电性，可以用于制造二极管、三极管等器件。

3. 可以被掺杂。

掺杂是指在半导体中加入少量的杂质，从而改变半导体的导电性能。

掺杂可以将半导体分为P型半导体和N型半导体。

4. 具有光电效应。

半导体材料具有光电效应，即当光照射在半导体上时，会产生电子和空穴对，从而产生电流。

这种效应被广泛应用于太阳能电池、LED等器件中。

二、超导体的概念和特点超导体是指在低温下，其电阻为零的一类材料。

超导体的发现是在1911年，当时荷兰物理学家海克·卡迈伦斯发现在低温下，汞的电阻为零。

这一发现引起了科学界的广泛关注，随后在研究中发现了更多的超导体材料。

超导体具有以下几个特点：1. 电阻为零。

在超导体中，电流可以无阻力地流动，因此电阻为零。

这种特性被广泛应用于制造超导磁体、超导电缆等器件。

2. 低温要求高。

超导体的电阻为零要求材料处于低温状态，通常需要将其冷却到接近绝对零度的温度。

3. 磁场排斥。

在超导体中，磁场会被排斥出材料，这种现象被称为迈斯纳效应。

这种效应被广泛应用于制造磁浮列车、MRI等器件。

4. 超导态可以被磁场破坏。

当超导体处于强磁场中时，其超导态可以被破坏，从而导致电阻出现。

第一节电荷与电流一、摩擦起电1、摩擦能使物体带电。

物体带了电，能吸引轻小物体。

2、电荷：物体有了吸引轻小物体的性质，就说物体带了”电”或带了电荷。

3、摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象，就是摩擦起电现象。

4、自然界只有两种电荷，正电荷和负电荷。

正电荷：玻璃棒与丝绸摩擦后，玻璃棒上所带的电荷。

负电荷：橡胶棒与毛皮摩擦后，橡胶棒上所带的电荷。

5、摩擦起电现象的实质：物体之间的摩擦会使一个物体上的电子转移到另一个物体上，得到电子的那个物体就带负电了，另一个失去电子的物体就带等量的正电。

这种现象称为摩擦起电。

摩擦起电的电不流动，称为静电。

6、摩擦起电原因：不同种物质，原子核对电子束缚本领强弱不同造成的。

7、摩擦起电不是创造了电，而是电子发生了转移！物体带电的本质是电子的转移。

8、同种电荷，相互排斥；异种电荷，相互吸引。

带电体能吸引不带电的轻小物体。

9、用验电器检验物体是否带电，验电器的工作原理是同种电荷相互排斥。

二、电荷与电流1、电流的形成：电荷的定向移动形成电流。

2、电流的方向：科学上规定，正电荷定向运动的方向为电流方向。

3、金属内存在着大量可自由移动的电子。

金属导体中的电流是由带负电的电子的定向移动形成的，因此，电子运动的方向与我们规定的电流方向恰好相反。

4、能提供电能的装置，叫做电源。

①干电池：带有铜帽的碳棒是正极，锌筒是干电池的负极。

②蓄电池③发电厂通过电网远距离输送。

5、需消耗电能的电器，叫做用电器。

实验室常用的用电器是小灯泡。

6、开关的作用：控制电流的通或断。

7、导线的作用：输送电能。

8、电路的元件：电源、用电器、导线、开关。

9、连接电路的注意点：将导线露出的铜芯丝线顺时针绞成一股，顺时针弯成半圆形。

连接时开关一定要断开。

10、电路的三种状态：①通路（也叫做闭合电路）：处处接通的电路（开关闭合时，电路中有电流），这样的电路叫做通路。

②开路（也叫做断路）开关断开，或电路中某一部分断开时，电路中不再有电流通过，这样的电路叫做开路。

超导体MgB2及其制备方法综述蒋雯（北京理工大学材料学院材料科学与工程专业，北京 100081）摘要：2001年1月所发现的MgB2超导体具有39K的临界转变温度，是迄今为止转变温度最高的非铜氧化物超导体。

本文介绍了 MgB2的超导电性、超导机理以及提高其高磁场临界电流密度的途径，综述了它的制备方法。

关键词：MgB2超导体；超导机制；制备方法；2001年，日本Nagamatsu等发现了迄今为止临界温度最高的金属化合物超导体——MgB2。

它有较高的超导转变温度（T C=39K）和临界场，较大的相干长度，并且晶界不存在弱连接，结构简单，成本低廉【１】。

因此，全世界科研人员都对它进行了关注和广泛深入的研究，取得了很多研究成果。

本文将介绍MgB2材料的有关性质，论述了它的超导机理以及提高其高磁场临界电流密度的途径，并简要介绍其制备方法。

1 MgB2的超导电性及其超导机制的超导电性1.1 MgB2MgB2是具有最高超导转变温度的低温超导体，转变温度高达39.4K，有效载流子为空穴型。

MgB2属于第二类超导体（即界面能小于零的超导体）。

它的下临界磁场在27～48mT，上临界磁场在14～39T之间，不可逆场在6～35T之间。

零场条件下的临界电流密度J C=106A/cm2。

与高温超导体相比，MgB2具有更长的相干长度【１】。

能带计算表明，MgB2是一种宽能带化合物，价带主要由Mg和B原子的ｓ轨道和ｐ轨道杂化形成的。

其中，B-B保持共价键结构，Mg呈离子态，Mg最外层的2个电子都贡献给B使它获得导电性【２】。

另外，在目前的研究的压力范围内，随着压力的升高，MgB2的T C遵循二次方关系或者线性关系而降低。

MgB2的热膨胀系数和压缩系数类似，都具有各向异性的特点：c轴对热的反应程度高于a轴。

在同样的升温条件下，点阵常数沿c轴的增加大约是沿a轴增加的2倍【２】。

的超导机制1.2 MgB21.2.1 以声子为媒介的超导机制同位素效应研究结果表明，MgB2属于传统的BCS超导体，比较高的德拜温度以及强烈的的电子—声子互相作用导致了较高的转变温度。

实验二高温超导体的临界温度和临界电流的测量“超导态”,该现象称为“超导电性”．又如现在广泛应用的半导体,其基本特性的揭示是和电阻-温度关系的研究分不开的．而在低温测量中广泛应用的电阻温度计,完全是建立在对各种类型材料的电阻-温度关系研究的基础上的．实验目的１.掌握超导材料临界温度和临界电流测试原理和方法． 2.测量反映高温超导体基本特性．3.利用电磁测量的基本手段来研究高温超导体．仪器和用具低温装置包括真空玻璃杜瓦和测试探头,数字电压表2台分别为215214和位的数字电压表,铂电阻温度计或铜-康铜温差电偶,恒流源100mA,100Ω,直流稳压电源与标准电阻10Ω、1Ω,高温超导样品,铟丝,银引线或细漆包线,液氮,直流放大器．实验原理１.超导体的基本特性——零电阻现象和迈斯纳效应超导材料有两个不同于其他材料的最基本特性,即零电阻现象和完全抗磁性也称迈斯纳效应．零电阻现象是指具有超导电性的材料,当温度下降时,其电阻随温度下降发生缓慢的变化一种是金属性的材料,其电阻缓慢下降；一种是显示半导体性,其电阻缓慢升高,而当到达某一温度时,其电阻在很窄的温区内,从n R 急剧地变为零,超导体呈现零电阻现象．为描述电阻陡降的突变过程,可以定义如下几个特征温度：起始转变温度起始T 是指电阻随温度的变化偏离线性的温度；临界温度C T 是指电阻值下降到2/n R 时所对应的温度,零电阻温度0=R T 为电阻刚降至零时对应的温度,而把电阻变化1/10到9/10所对应的温度间隔定义为转变宽度T ∆式中0μ为真空磁导率,r μ为介质的相对磁导率,m x 为磁化率．当发生正常态到超导态的转变时,r μ由1变到零,或者说磁化率由近于零变到-1,从而使超导体内部B=0．如果把超导体材料作成线圈的芯子,则线圈自感L 和介质的磁导率的关系如下：式中n 为线圈单位长度的匝数,V 为线圈的体积,可见当发生超导转变时,磁导率r μ发生变化,线圈的电感量也变化．利用超导转变时,线圈电感量变化来测量临界温度的方法,称为电感法．１.临界电流当通过超导线的电流超过一定的数值后,超导态便被破坏,转变为正常态,该电流I c 称为超导体的临界电流．当电流超过一定值后,所以能引起超导态到正常态的转化,其根本原因是由于电流所产生的磁场自场超过临界磁场引起的．各超导体临界电流的大小,除和超导材料组成和结构有关外,对同一种超导材料而言,与其截面积的大小和形状有关．２.测量方法及参考方案]3[所附分度值表．如用铜-康铜温差电偶,则必须利用铂电阻温度计在所使用的温区即77K~室温对铜-康铜温差电偶进行定标．通过样品的电流在毫安量级．本实验所用的高温超导样品是采用烧结工艺制备的多晶超导块材料,其结构式为Yba 2Cu 3O 7-δ,式中δ为与超导样品氧含量有关的系数,样品的转变温度约为92K 左右,由于该样品无法用焊接法直接引出引线,四引线发的四根引线是用铟丝将细银丝粘压在高温超导样品表面,然后再焊在接线片上．所有引线均由德银管引出与德银管上端的接线插座相连,并由接头接到测量电路．C T 装置的示意图若采用磁测量法测转变温度,可参阅本实验后所附参考文献,自己组装测量和调试测量装置．在科研工作中,由于研究工作的需要,往往要根据或参考别人的文献,并根据自己所需解决的问题和仪器设备条件,加以适当的改进,实现测量,这也是科研能力的训练．在以上测试中由于要用到低温容器与液氮,使用中必须注意遵守下列安全规则：１.所有盛放在低温液氮的容器都必须留有供蒸发气体逸出的孔道,以免容器内压力过大引起事故．２.液氮灌入玻璃杜瓦时,应缓慢灌入,避免骤冷引起杜瓦的破裂．灌注液氮采用专用液氮灌注器．３.实验中注意不要让液氮触及裸露的皮肤特别是眼睛,以免造成严重的冻伤．４.使用液氮时,室内应保持空气通畅,防止液氮的大量蒸发造成室内缺氧．因为氧含量低于14%~15%,会引起人的昏厥．实验内容1.高温超导样品的准备本实验提供的高温超导样品,是用一般陶瓷烧结工艺制备的,先按照1：2：3的理想配比,将氧化钇、氧化铜和碳酸钡的分析纯粉末混合,然后经过研磨、预烧、压片和烧结等工艺制成直径为12mm 、厚度为1mm 的超导圆片,结构式为Yba 2Cu 3O 7-δ．经切割后成为2mm ×1mm 截面的条形试样．粘压引线的方法如下：把从铟丝上切割下的铟粒新鲜面用削尖的竹简压贴在试样的表面,银引线的一端置于压贴好的新鲜铟面上,上端再用新鲜的铟粒面压贴固定,这样可形成良好的欧姆接触．可用万用表检查接点是否良好．2.用四引线法测量高温超导样品的临界温度,求出几个特征温度．根据提供的测试仪器和设备,决定测量方案和测试线路,选择测量参数和操作步骤,完成测量．3.测量所提供样品的临界电流,计算临界电流密度．4.参阅参考文献,用磁测量法测量临界温度,同学也可根据迈斯纳效应的特点,设计其他观察研究迈斯纳效应的实验方法．参考文献1.真空玻璃杜瓦；2.德银管；3.外套筒；4.超导样品；5.恒温紫铜块；6.液氮；7.铂电阻温度计；8.接线1章立源等．超导物理．北京：电子工业出版社,2贾起民,郑永令．电磁学下册．上海：复旦大学出版社,——1903戴乐山．温度计量．北京：中国计量出版社,——1904吕斯骅,朱印康．近代物理实验技术．北京：高等教育出版社,5俞永勤等．频率法在高温超导体中的应用．低温与超导,1989,174：39——42。

超导体一、摘要超导是指导电材料在温度接进绝对零度的时候，物体分子热运动材料的电阻趋近于 0 的性质；“超导体”是指能进行超导传输的导电材料。

零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性。

自从超导发现至今，超导的研究和超导体的研制已迅速发展，超导体的物质结构及性质已逐渐研究清楚，超导的临界温度已从开始的几开升至二百多开，超导材料得到广泛应用，特别是高温超导材料的广泛应用将会给社会带来的巨大变革。

二、关键词超导体，零电阻效应，迈斯纳效应，临界磁场，临界电流，伦敦唯象理论与皮帕德修改三、引言人类最初发现物体的超导现象是在 1911 年。

当时荷兰科学家卡·翁纳斯等人发现，某些材料在极低的温度下，其电阻完全消失，呈超导状态。

使超导体电阻为零的温度，叫超导临界温度。

经过近 100 年的发展，临界温度已大大提高，现有的高温导体用液态氮来冷却即可应用于实际。

高温超导材料的用途非常广阔，大致可分为三类：大电流应用（强电应用）、电子学应用（弱电应用）和抗磁性应用。

大电流应用即导体发电、输电和储能；电子学应用包括超导计算器、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。

在1986年以前，人们所发现的超导材料的临界温度都非常低（大约在3～5k左右。

1986年以来，人们陆续发现了一系列有较高临界温度的超导材料，这些高温超导材料具有非常广阔的应用前景。

四、正文1．超导基本现象（1）.零电阻效应超导体在一定温度以下，其电阻降为零的现象称为材料的超导电现象。

1911 年荷兰著名低温物理学家昂纳斯发现在 T＝4.1K 下汞具有零电阻效应。

由于超导体的转变温度还与外部环境条件有关，定义在外部环境条件（电流，磁场和应力等）维持在足够低的数值时，测得的超导转变温度称为超导临界温度。

下面对这一特性进行理论分析：欧姆定律的微分形式：j=σ E （j 为正常电流密度，σ为电导率，E 为电场强度）伦敦方程给出：偏 js/偏 t=aE和▽×js=bB （a=ns*e^2/m ，b=-ns*e^2/m ，ns 为超导电子密度，e，m 为电子的电荷与质量,js 是超导电流密度）超导体中总电流密度 j 为： j=js+j (假设 j 仍服从 j=σ E) 在直流情形下有：偏 js/偏 t=0，由偏 js/偏 t=aE 得 E=0，从而应有 j=σ E=0 定性解释：在直流情形，全部电流是由超导电子贡献的，因而表现出 0 电阻。

超导体和半导体的区别超导体和半导体的区别1、范围不同，半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。

超导体指在某一温度下，电阻为零的导体。

2、用途不同，半导体在集成电路、通信系统大功率电源转换等领域应用，超导体应用包括超导发电、输电和储能、超导计算机等。

3、导电性能不同，超导体的电阻极小，半导体在一定情况下可以导电，也可以不导电。

超导体基本特性一、完全导电性完全导电性又称零电阻效应，指温度降低至某一温度以下，电阻突然消失的现象。

完全导电性适用于直流电，超导体在处于交变电流或交变磁场的情况下，会出现交流损耗，且频率越高，损耗越大。

二、完全抗磁性完全抗磁性又称迈斯纳效应，“抗磁性”指在磁场强度低于临界值的情况下，磁力线无法穿过超导体，超导体内部磁场为零的现象，“完全”指降低温度达到超导态、施加磁场两项操作的顺序可以颠倒。

三、通量量子化通量量子化又称约瑟夫森效应，指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时，电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象，即在超导体—绝缘体—超导体结构可以产生超导电流。

半导体的基本特性半导体材料除了用于制造大规模集成电路之外，还可以用于功率器件、光电器件、压力传感器、热电制冷等用途;利用微电子的超微细加工技术，还可以制成MEMS(微机械电子系统)，应用在电子、医疗领域。

半导体是指导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。

通过掺入杂质来改变其导电性能，人为控制它导电或者不导电以及导电的容易程度。

半导体的四种分类方法1、按化学成分：分为元素半导体和化合物半导体两大类。

锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物、氧化物，以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体。

除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。

2、按制造技术：分为集成电路器件，分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类，一般来说这些还会被分成小类。

3、按应用领域、设计方法分类：按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其规模进行分类的方法。