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超导体的优点及应用超导体是一种在低温下能够表现出电阻为零的材料，具有许多优点和广泛的应用。
以下是对超导体的优点及应用的详细介绍：1.电阻为零：超导体在零下临界温度以下，电流通过时，能够表现出电阻为零的特性。
这意味着超导体可以传输电流而不会产生能量损失，节约能源损耗。
2.高电流密度：超导体在零阻态下可以传输高电流密度，大大优于传统金属导体。
这使得超导体在电力传输和能源存储方面具有重要应用。
3.强磁性：超导体在零阻态下能够承受很高的磁场，是最强大的永磁体。
利用超导体制成的超导磁体可以产生极高的磁场，用于医学成像、核磁共振等领域。
4.高频性能优良：超导体的高频性能优于传统材料，使其广泛应用于通信领域和微波器件。
5.高灵敏度：超导器件对外界的微小变化非常敏感，可以用于高灵敏度测量和传感器。
超导体的应用：1.能源传输：利用超导体的零电阻特性，可以大大减少电能转换的损耗。
超导电缆可以传输大量的电流，并且不会产生热量损耗，可用于高能粒子加速器、电力输电等领域。
2.能源存储：超导磁体可以用于能量的储存和释放。
储能装置利用超导体的零电阻特性和高电流密度，将能量存储在超导线圈中，并在需要时释放出来，用于调节电网稳定性和峰谷平衡。
3.磁共振成像：超导磁体可以产生非常强的恒定磁场，用于核磁共振成像（M R I）、磁共振成像（M R S）和核磁共振光谱仪（N M R）。
这些技术在医学诊断和科学研究中被广泛应用。
4.磁悬浮交通：超导体的磁场排斥性质可以应用于磁悬浮交通系统中，实现无摩擦悬浮、高速运输。
磁悬浮技术已经在一些城市的高铁项目中得到了应用。
5.加速器和粒子物理研究：超导磁体通常用于粒子加速器，用来产生强大的磁场，加速粒子以进行研究。
这是现代粒子物理学研究中必不可少的工具。
6.通信和微波器件：超导体的高频性能优良，用于制造微波滤波器、功率放大器等通信器件。
7.科学研究：超导体的独特性质使其成为科学研究中的重要工具。
例如，在凝聚态物理、超导物理、低温物理等领域中，用超导体来研究新的物理现象和性质。
超导体的应用和发展前景超导体是一种电阻为零的材料，在低温下可实现严格的能量守恒。
这种材料几乎没有能量损失，因此具有很高的能效性能，应用十分广泛。
超导体在医学、交通、通信、国防等领域的应用越来越受到关注，其发展前景不可估量。
一、医学方面的应用超导体在医学上的应用主要分为两大类：医学成像和治疗。
医学成像主要是超导磁共振成像，也就是MRI技术。
它采用大型超导磁体产生极强的磁场，利用人体内不同类型组织对磁场的反应差异产生不同的信号。
这种成像技术不伤害人体，不需要外科手术，安全而且准确。
此外，超导体还能用于医疗器械的制造。
例如，超导磁悬浮离心机是一种新型的核磁共振技术，在医疗诊断中有着很大的应用潜力。
这种技术可以对某些组织或器官进行非侵入式诊断，特别适用于关节、脑部、心脏等疾病的诊断和治疗。
二、交通和运输超导体在交通和运输中的应用已经受到了广泛的关注。
超导体磁悬浮列车是超导体交通的代表。
磁悬浮列车利用高速旋转的超导体制造的磁场与轨道上的永久磁铁相互作用，产生电磁悬浮力。
超导体磁悬浮列车体积小、速度快、噪声小，且对环境污染少，是未来城市交通发展的重要选择。
三、通信和计算机超导体在通信和计算机领域的应用主要是制造高速数字到模拟转换器和某些高级计算机及通信设备。
超导体的电流密度高、电感小，速度快，因此在高速计算机和通信设备中得到广泛应用。
超导体的应用还有潜力应用于天线、中继器和光电组件等领域。
四、国防超导体在国防领域的应用主要包括制造超导磁体、目标捕获系统、高温超导导航仪、高速电磁炮等。
超导材料制作的高能量密度、重量轻、体积小的磁体，是制造高功率微波设备的必备材料。
未来，随着科技的不断进步，超导体的应用也将越来越广泛。
超导体的研究和应用将为国家的现代化建设和社会的进步发展提供强大的支持和助力。
超导体是什么以及其应用领域超导体是一种特殊的材料，在低温下可以表现出零电阻和完全反磁性的特性。
这种材料的独特性质使其在许多领域中得到了广泛的应用。
超导体最早被发现于1911年，当时是由荷兰物理学家海克·卡梅林·奥克斯纳发现的。
他发现一种含铅的合金在接近绝对零度时表现出了完全的电阻为零。
随后的几十年中，其他材料也被发现具有类似的特性，包括铜氧化物和铁基超导体。
超导体的特性是由一个称为“库珀对”的现象所导致的。
在超导体中，电子形成成对移动，避免了单个电子导致的电阻。
这也解释了为什么只有在低温下这种特性才会表现出来，因为热会导致这些库珀对分解。
超导体的应用领域非常广泛，下面简单列举了一些：1. 超导磁体超导磁体是利用超导体制造的磁体。
这种磁体可以产生比常规磁体更强的磁场，并且溶解在液氦中不会导致热量的释放。
它们被广泛应用于核磁共振、医学成像和粒子加速器等领域。
2. 超导传输线超导体的电阻为零，使其可以制造出高效的电力传输线路。
这种传输线被用于高层建筑和城市之间大规模的电力传输。
3. 超导电动机超导电动机比传统的电动机更加高效，因为它们可以使用更强的磁场来驱动电机。
这些电动机被广泛应用于高速列车、船舶和飞机等领域。
4. 超导磁悬浮列车超导体可以用于制造磁悬浮列车的轨道。
这种列车可以在超高速下运转，并且非常节能。
5. 超导电缆超导电缆是利用超导体制造的电缆。
它们可以在大功率传输时具有更高的效率和更小的损耗。
超导体的应用领域还包括量子计算、超导量子干涉仪、量子传感器和量子密钥分发等。
这些领域还在发展中，未来还有更多可能的应用。
总之，超导体的独特性质使其在现代科技领域中得到了广泛的应用。
它们在制造高效电力传输、超高速列车、核磁共振成像和其他许多领域中都扮演着重要的角色。
随着科技的发展，我们有理由相信，超导体的应用领域还会不断扩展。
超导体研究及推广应用意义超导体是指在低温下能够无电阻导电的材料。
这种新型材料的发现和研究为科学技术的发展带来了无限的可能性，因此具有重要的研究及推广应用意义。
首先，超导体具有极高的电导率。
一般来说，金属导体在电流通过时会有电阻，会产生热量。
而超导体的电导率极高，电流可以在其内部不受阻碍地流动，不会产生能量损耗和热量，因此可以用来传输电能。
这将极大地提升能源传输的效率和可持续性。
当前的电力输送中，因为电阻产生的热耗损失很大，导致了大量能量的浪费。
而采用超导体进行电力传输可以减少能量损耗，实现高效能源输送。
超导体的应用还可以改善电网的安全性和稳定性，能够有效地解决负载过重、电力质量等问题。
其次，超导体在磁场中表现出人们难以想象的性质。
超导体对磁场的响应非常敏感，可以产生巨大的磁场。
在科学研究中，超导体的应用不仅帮助人们更深入地了解了磁场的本质，还在核磁共振、磁悬浮等领域取得了重要突破。
超导磁体的发展和应用使得核磁共振技术在医学、生物等领域得到广泛应用，并且提升了核磁共振成像技术的分辨率和精度。
此外，超导磁体也被应用于大型粒子加速器和强磁场实验室中，促进了基础科学研究的进展。
此外，超导体还有广泛的应用于电子技术。
超导体的零电阻特性和极高电导率使得其成为高性能电子器件的理想材料。
例如，在超导量子材料中可以实现电子的量子纠缠和量子比特的模拟，为量子计算和量子通信领域的发展奠定基础。
超导体还广泛应用于电子器件、微波器件、磁磁耦合器件等领域，提升了电子技术的工作效率和波长范围。
此外，超导体还可以应用于能源存储技术。
超导体的特殊性质使其成为高能密度储能的重要材料。
超导体通过将电流永久地流动在环状的超导材料中来储存能量，并在需要的时候释放能量。
这种超导体的储能技术被广泛应用于电力系统调节、能量储备和电网应急响应等领域，有助于实现可持续能源存储和利用。
综上所述，超导体的研究和推广应用具有重要的科学价值和社会意义。
超导体的应用将极大地改善电力输送效率，带来高效能源传输；超导体在磁场中的性质使其被广泛应用于核磁共振等领域；超导体的零电阻特性为电子技术发展提供了新的可能；超导体的储能技术有助于实现可持续能源存储和利用。
超导体的性质及其应用超导体是一种特殊的物质，具有超导性质，即在超导状态下，电流能够无阻尼地流动。
超导体的发现已经有一百多年的历史，但是这一领域仍然在不断地探索和发展，因为它具有广泛的应用前景。
一、超导体的基本特性超导现象是普通金属、半导体、绝缘体在低温下发生的。
在某一温度下，金属或其他材料的电阻突然降到零，这被称为超导现象。
此时电流可以在材料内无耗散地流动。
超导体具有以下几个基本特性：1. 零电阻超导体在超导状态下的电阻是零，电流能够在材料内无阻尼地流动。
这种特性意味着超导体可以作为高效的电线和电缆使用。
通过在超导体内流动电流，我们可以将能量输送到远处的地方。
2. 磁通量量子化在超导体中，磁通量的变化是量子化的。
这意味着磁通量只能在一个固定的大小范围内变化。
这一特性使得超导体可以作为高精度的磁测量仪使用。
3. 非常低的热导率超导体的热导率非常低，这意味着在超导状态下，超导体会把电流输送到远处，而不会将能量释放为热量。
这是超导体应用于高能物理实验和医疗成像等领域的原因之一。
二、超导体的应用超导体的这些特性使得它在各种领域中具有广泛的应用前景。
以下是一些主要的应用领域：1. 超导磁体超导体可以用来制造非常强大的磁体。
这些磁体在医疗成像、核磁共振、加速器、磁悬浮列车等领域中广泛应用。
利用超导体制造的磁体比利用传统材料制造的磁体更强大，同时也能节省能源和成本。
2. 超导电缆超导体可以作为高能量输送的高效电缆使用。
利用超导体制造的电缆具有比传统电缆更高的能量传输速率，同时能够降低能量损失和线路堵塞。
3. 超导电子元器件超导体可以用来制造高速、高精度的电子元器件，如微波滤波器、量子比特、SQUID等。
这些元器件在通信、计算机、量子计算等领域中有重要的应用。
4. 超导电动机利用超导体制造的电动机比利用传统材料制造的电动机更高效、更具可靠性。
这些电动机在船舶、航空航天、高速列车等领域中有广泛的应用前景。
5. 超导材料随着超导材料的研究和制造技术的发展，超导材料的性能不断提高，同时成本也在逐步降低。
微波腔与超导人工原子和固体元激发强耦合体系的物态调控1. 引言1.1 概述近年来，微波腔与超导人工原子以及固体元激发强耦合体系的研究引起了广泛的关注。
这些研究在量子信息、量子计算和量子模拟等领域具有重要的应用前景。
微波腔作为一种特殊的谐振腔系统，可以用于储存和操作微波场，并且具有良好的相干性能。
超导人工原子是通过在超导电路中加入人工构造的原子结构而形成的一种新型量子比特系统，其具备长寿命、可调谐性和高度可控性等优点。
而固体元激发则是指材料中电子能带间跃迁产生的准粒子，例如激光中的光子、晶格中的声子等。
1.2 文章结构本文将围绕微波腔与超导人工原子以及固体元激发强耦合体系展开讨论。
首先，在“2. 微波腔与超导人工原子的基本介绍”部分中，我们将介绍微波腔和超导人工原子各自的基本概念、原理以及特性，并探讨它们之间的耦合机制。
接下来，在“3. 固体元激发强耦合体系的物态调控方法”部分中，我们将介绍固体元激发的物理性质，以及超导量子比特在固体元激发系统中的应用。
我们还将探讨固体元激发强耦合体系的物态调控方法及实验进展。
随后，我们将在“4. 超导人工原子与固体元激发强耦合体系的相互作用研究进展”部分中综述当前超导人工原子和固体元激发强耦合这两方面研究的现状，并结合其相互作用进行物态调控效果和机制分析。
最后，在“5. 结论”部分，我们将对本文进行总结，并对未来的挑战与展望进行讨论。
1.3 目的本文旨在系统地介绍微波腔与超导人工原子以及固体元激发强耦合体系在物态调控方面的最新研究进展，并分析其应用前景。
通过深入了解微波腔、超导人工原子和固体元激发这些主要概念和原理，我们可以更好地掌握它们的物态调控方法，为相关领域的研究提供理论基础和实验指导。
此外，我们还将探索超导人工原子与固体元激发强耦合体系的相互作用，并讨论其在新型器件和应用方面的潜力。
通过本文的阐述，读者将对微波腔、超导人工原子和固体元激发强耦合体系有一个全面而深入的了解，以及相关研究中所面临的挑战和未来发展方向。
超导体是指在低温条件下具有无阻性电导和无磁性的物质。
这是由于超导体中的电子可以在其内部形成导体状态，这种状态下电子间没有相互作用，因而电阻消失。
在超导体中，电磁波的传播受到了限制。
具体来说，超导体中存在一个超导电磁阻挡层，它可以阻挡低频电磁波的传播，但对高频电磁波没有影响。
这种阻挡现象是由于超导体中的电子导体状态和Meissner效应有关。
在超导体中，电子导体状态能够完全抵消外界磁场的影响，而Meissner效应则表示超导体中的磁场会被排除。
因此，超导体中不能存在低频磁场。
需要注意的是,超导体只对低频电磁波有阻挡作用，对高频电磁波没有影响,所以超导体并不是完全屏蔽电磁波的。
超导体的电磁阻挡层对于高频电磁波的传播没有影响，因此高频电磁波可以被超导体传播。
在实际应用中，超导体电线被用来传输高频电磁波，如微波和射频信号。
超导体还具有另外一种重要的特性就是超导电流，在超导体中可以存在无损耗电流，不会受到电阻的限制。
这使得超导体在电力传输和存储、电力电子学、磁计量学等领域具有重要的应用前景。
▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌精诚凝聚 =^_^= 成就梦想▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌超导体在温度和磁场都小于一定数值的条件下，许多导电材料的电阻和体内磁感应强度都突然变为零的性质。
具有超导性的物体叫做“超导体”。
1911年荷兰物理学家卡曼林-昂尼斯（1853～1926年）首先发现汞在4.173K以下失去电阻的现象，并初次称之为“超导性”。
现已知道，许多金属（如锡、铝、铅、钽、铌等）、合金（如铌—锆、铌—钛等）和化合物（如Nb3Sn、Nb3Al等）都是可具有超导性的材料。
物体从正常态过渡到超导态是一种相变，发生相变时的温度称为此超导体的“转变温度”（或“临界温度”）。
现有的材料仅在很低的温度环境下才具有超导性，其中以Nb3Ge薄膜的转变温度最高（23.2K）。
1933年迈斯纳和奥森费耳德又共同发现金属处在超导态时其体内磁感应强度为零，即能把原来在其体内的磁场排挤出去；这个现象称之为迈斯纳效应。
当磁场达到一定强度时，超导性就将破坏，这个磁场限值称为“临界磁场”。
目前所发现的超导体有两类。
第一类只有一个临界磁场（约几百高斯）；第二类超导体有下临界磁场Hc1和上临界磁场Hc2。
当外磁场达到Hc1时，第二类超导体内出现正常态和超导态相互混合的状态，只有当磁场增大到Hc2时，其体内的混合状态消失而转化为正常导体。
现在已制备上临界磁场很高的超导材料（如Nb3Sn的Hc2达22特斯拉，Nb3Al0.75Ge0.25的Hc2达30特斯拉），用以制造产生强磁场的超导磁体。
超导体的应用目前正逐步发展为先进技术，用在加速器、发电机、电缆、贮能器和交通运输设备直到计算机方面。
1962年发现了超导隧道效应即约瑟夫逊效应，并已用于制造高精度的磁强计、电压标准、微波探测器等。
近两年来，中国、美国、日本在提高超导材料的转变温度上都取得了很大的进展。
1987年研制出YBaCuO体材料转变温度达到90～100K，零电阻温度达78K，也就是说过去必须在昂贵的液氦温度下才能获得超导性，而现在已能在廉价的液氮温度下获得。
超导体的应用与研究进展近年来，超导体作为一种重要的电性材料，在物理学、电子学、能源、医学等领域都具有广泛的应用。
随着科技的不断发展和研究进展，越来越多的新型超导体被发现，并应用于更多的领域。
一、超导体的发现及基本原理超导体最早是由荷兰物理学家昂斯·缪斯发现的。
当温度降到一定程度时，电阻会变得非常小甚至为零，这一现象被称为超导现象。
超导现象的产生是由于超导体中的电子形成了库珀对，电子与电子之间的排斥力被抵消，电阻降至极低，磁场被完全排斥。
二、超导体在物理学和电子学中的应用在许多物理学和电子学领域，超导体都具有重要的应用。
例如，超导磁体广泛应用于核磁共振成像、磁共振造影等医学技术中。
超导电缆也能在输电时减少能源损耗，提高能源传输效率。
此外，超导器件也被应用于频率标准装置、微波元件以及红外探测器等。
三、超导体在能源领域中的应用在能源领域中，超导体也受到广泛的关注。
目前，许多国家都在积极研究和开发超导电力设备，使其应用于电力系统中。
超导电缆、超导发电机和超导输电线路等超导设备的应用，不仅可以提高输电效率，而且还能够提高电力系统的可靠性和稳定性。
同时，超导发电机还能够提高发电效率，降低发电成本。
四、超导体在医学领域中的应用超导体在医学领域中也具有广泛的应用。
例如，MRI（磁共振成像）技术就是利用超导磁体产生强磁场来实现的。
随着科技的不断进步，高温超导体的应用也越来越广泛。
由于高温超导体的超导温度更高，制备过程更容易控制，因此其制造成本比低温超导体更低，市场潜力更大。
五、超导体在量子计算领域中的应用超导体在量子计算领域中也具有重要的应用价值。
由于超导电子之间的相互作用比其他电子材料中更强，使得超导体更容易实现量子比特。
近年来，许多研究人员致力于研究高温超导体的量子计算应用。
未来，随着量子计算技术的不断发展，超导体在这一领域中的应用将会更加广泛。
总之，超导体作为一种重要的电性材料，具有广泛的应用前景。
超导体及其应用超导体是指在低温下，某些材料的电阻将会变为零，导电能力将达到极大值的物质，这种现象被称为超导现象。
超导材料被广泛应用于许多重要的领域，如能源、医学和测量学等。
超导性的发现超导性的发现可以追溯到1911年，荷兰科学家海金·昂内斯提出了这一概念。
但是直到1950年代，才有了第一个真正的超导体，即铝的超导体。
在接下来的几十年里，科学家们发现了许多新的超导体，包括铜氧化物、镧系氧化物和铁系超导体。
超导性的机制超导现象的机制可以用BCS理论来解释。
BCS理论是由约翰·巴丁、利昂·库珀和罗伯特·舒里夫提出的。
该理论认为，在超导材料中，电子与材料原子的晶格可以发生相互作用，从而产生一种类似于声子的玻色子，这种玻色子被称为库珀对。
库珀对具有低能量和长程相干性，可以导致超导性。
超导体的应用超导体的应用十分广泛。
其中一种最重要的应用是磁体。
超导磁体是一种非常强大的电磁体，它可以产生更强的磁场，比常规磁体强得多。
这对于许多技术应用来说都是至关重要的，例如核磁共振成像（MRI）和核聚变反应堆。
此外，超导器件还用于电力输送、磁悬浮列车、微波滤波器和粒子加速器等领域。
超导体的前景虽然超导体已经被广泛应用，但是科学家们仍然对其具有极大的兴趣，并希望继续探索其潜力。
未来，超导体可能被用于更先进的技术，例如量子计算、高能物理、超导电池和更高性能的超导材料。
同时，科学家们也在研究如何将超导体的温度限制在室温以下，从而可以更广泛地应用于各种领域。
结论超导体的发现和应用已经取得了巨大的成就。
它既在传统的领域中发挥着重要作用，同时也为未来的技术带来了许多新的机会。
尽管其中还有很多未知的领域，但是随着科学家们对超导性理解的不断深入，相信这一领域的未来一定充满着巨大的潜力。
IEEE microwave magazine May 2009 84Martin NisensoffJeffrey M.Pond超导体和微波超导性，与其它低温电子技术一起可以为微波和毫米波元件，无论是无源的还是有源的提供比用室温常规技术所生产的元件更加卓越的性能[1]，[2]。
50多年以来，射电天文学家将其接收机前置端的温度冷却到了10K 以下，而从70年代起，被冷却到4K 左右的超导体-绝缘体-超导体（SIC ）器件已被优先选择用作运行在毫米波范围内的射电望远镜中的混频器和检测器。
当需要极低噪声以及在长波长的工作状态时，可追溯到60年代的其它低温技术还包括工作在50-70K 温度下的红外焦平面阵列。
虽然超导器件（例如高Q-值谐振腔）在高能物理（HEP ）粒子加速器的使用已经有了很长的历史，但还没有在其它方面得到广泛应用。
这其中的因素包括某些技术还不够成熟，并且低温技术的造价被视为过于庞大了，以至于淹没了其所带来的性能优势。
在1986年以前，所有已知的超导材料必须要工作在深冷温度下，即低于23K 。
由于工作在这个温度下所要求的繁重的低温费用，微波工程师对这些材料一般都没有什么兴趣。
当然也有一些非常特殊的的应用，例如要求很高的射电天文应用中的低噪声放大器和毫米波混频器及检测器，为改善这些器件性能所付出的努力和繁重的过程还是很值得的。
虽然这些低温超导体[（LTS ）：低于23k]由于工作温度极低，因此对于外行来说觉得很稀罕，其实它们并不罕见。
元素周期表中三分之一以上的元素在低于9K 时都会呈现出超导性，而5,000种以上的合金，复合物和混合物在23K 温度以下都具有超导性。
在1986年发现了温度接近于40K 时便具有超导性的氧化铜这类材料后，公众对超导的兴趣便有了极大的提高[3]，这有许多报纸和杂志首页的头版文章为证。
随后进展迅速，从而将这些氧化物为基的高温导体材料（HTS ）的最高温度推到了90-120K 。
这些对超导体高涨热情的结果便是在国际微波年会（IMS ）中经常会有一到两个专门讨论这些材料和微波器件应用的会议。
遗_______________________________________________________________________________ Martin Nisenoff (m.nisenoff@) is with M. Nisenoff Associates, 1201 Yale Place, Suite # 1004,Minneapolis, MN 55403-1958, USA. Jeffrey M. Pond (jeff.pond@) is with Microwave Technology Branch, Code 6850, Electronic Science and Technology Division, Naval Research Laboratory, 4555 Overlook Avenue, SW, Washington, DC 20375, USA.©DIGITALVISION84 IEEE microwave magazine May 2009May 2009 IEEE microwave magazine 85憾的是，这些氧化铜为基的材料的冶金过程很难（它们可能会有四个或更多的成分，并且这些成分的比例以及晶格结构极大地影响着其超导性能），因此，在90年代中后期，对高温超导材料和其在微波中应用的热情急剧下降，提交给IMS 的这类论题的文章数目也极大地减少了。
然而，近年来，超导材料和低温技术有了极大的发展，结果超导的许多新兴的应用引起了微波和毫米波界的关注。
基于这些新近的发展，在即将于2009年六月在马萨诸塞州州的波士顿市召开的IMS 大会上将会有一个关于“微波超导的最新进展”的专题会议，详细情况见表1。
这个专题会议将由IEEE 微波理论和技术协会（MTT-S ）的技术协调委员会MTT-18，即微波超导委员会，和IEEE 超导理事会联合主办。
本文旨在向一般的微波工程师们介绍超导的基本原理，并且描述可在微波和毫米波技术中开发来为元件提供比常规系统性能显著增强的超导特性。
此外，还要介绍与超导微波元件和系统的应用相关的制冷方面的观点。
在这些背景材料的基础上，我们希望可以鼓励读者去参加2009年国际微波年会（IMS ）和关于微波超导的专题会议。
超导的背景超导是在自然界中所观察到的最奇特的现象之一。
当超导体的温度被冷却到某个临界点以下时，其电阻就会消失，见图1所示，叫做零电阻[4]。
零电阻可能很难理解。
从一个电气工程师的角度来看待这个概念更好的方式是，考虑一个感应电流沿着高质量的超导电线(多匝)回路流动这样一个实验。
如果想要观察电流随时间的衰减，这个衰减时间最好的上限估测值大约是109年，对于特定的电感线圈回路来说，超导状态下导线的直流电阻率的上限至少比低温下铜的电阻率小20个数量级。
在实际应用中使用超导体的主要障碍是对低温冷却的要求。
虽然超导体似乎是一个完美的导体，但在超导体和完美导体之间有一个根本的区别，这便是被称为迈斯纳效应（Messiner effect ）的现象[1]。
在其转变温度之上，暴露在弱磁场中的超导体会让磁通量均匀地从它体内穿过[图2(a)]。
如果超导体是一个完美导体的话，在弱的外磁场存在的条件下，将其冷却至超导体转变温度以下，其内部的磁通量将会被冻结。
然而，在实验中观察到当暴露在弱磁场中的超导体冷却至转变温度时，在正常状态下穿过样品的磁通量几乎完全从其内部被驱逐出去，这意味着超导体是一个完美的抗磁体[图2(b)]。
因此，测试一个真正的超导体是当在转变温度以下时，被测样品必须既要具有零电阻，还要将磁通量驱逐出去，即，它必须具有抗磁性。
超导现象是1911年由荷兰物理学家，Onnes 发现的[4]。
直到半个世纪之后，才由三个美国物理学家：JohnBardeen （晶体管的共同发明人），Leon Cooper ，和Robert Schreiffre 在著名的BCS 文章[5]中提出了一个完整的超导理论。
在常规状态下，随机旋转的单电子穿过导体时，受到晶格上的杂质，缺陷和热波动的散射。
这种散射便导致了电子移动时的电阻。
根据BCS 理论， 在合适的室温条件下的超导体中，通过与晶格特别的交互作用，具有相反旋转方向的电子有可能会配对（被称为库柏电子对，Cooper Pair ）。
这些库柏电子对可以无散射地从导体中穿过，因而没有任何电阻。
要了解更详细和更严格的超导机理，可以直接参考BCS 论文[5]或有关超导的教科书[1]，[2]。
对于每一种超导材料来说，存在一个临界温度（T c ）和临界磁场（H c ），要想观察到超导状态，则不能超过这些临界值。
这是材料的两个固有特性。
还有第三个临界参数，临界电流密度（J c ），实际上这取决于样品的冶金方式和物理条件。
只要实验的工作温度低于临界温度，并且环境磁场低于临界磁场，特定样品中的电流密度低于临界电流密度，便可以观察到如图3所示的超导性。
对于微波应用来说，材料相对于临界温度的工作温度是超导器件运行的主要判据，而环境磁场通常不是问题。
超导微波器件的临界电流密度非常重要，因为它决定了样品中会劣化微波超导器件性能的谐波信号所产生的感应电流的上限。
与超导性相关的另一个特性是超导能隙。
在超导状态下，库柏电子对比单个电子的能量要低，因此在材料状态密度上存在着能隙，库柏电子对处于能隙之下，正超导是在自然界中所观察到的最奇特的现象之一 May 2009 IEEE microwave magazine85图1 H.K.Onnes 于1911年在汞中所观察到的超导转变图。
图2 超导体中迈斯纳现象的示意图。
（a）当样品处于正常状态时的磁行为(即，当温度高于T c时)。
（b）当样品处于超导状态时的磁行为（即，当温度低于T c时）。
常电子处于能隙之上。
在T = 0K时，能隙达到最大，随着温度的上升而缓慢地降低，直到2/3T c，此时，当温度进一步提高时，能隙逐渐地快速减小，在T c时达到0。
图4是用图示的方法展示了归一化能隙与归一化温度的关系。
这种类型的温度变化在其它的超导参数中也同样可以观察到，例如临界电流密度和临界磁场。
在绝对零度以上，这些参数值随着温度的升高而缓慢地减小。
一旦温度超过了2/3T c，参数值便随着温度更加快速地下降，直到在Tc时达到零。
由于超导参数的这种温度依赖性，在应用超导界有一个经验法则，超导器件应当工作在2/3T c以下。
在这个温度以下，超导器件的特性对于冷却环境下温度的些微变化不太敏感。
微波超导根据BCS理论，超导能隙，∆(E)，在T=0K时与超导转变温度的关系如下：∆E T 0K 3.52K B T ,其中K B是波尔兹曼常数。
常数3.25针对的是理想超导体，对于大多数超导体来说，这个常数值可能会在 3.2到 3.6之间变化。
如果能量大于超导能隙的微波或毫米波光子入射到样品中，并被库柏电子对吸收，库柏电子对将会被打散成为两个处于能隙之上的正常电子。
对于转变温度为T c=1K的理想超导体来说，具有与T=0K时的超导能隙相等的光子的频率约为73GHz。
对于实际超导体来说，对应于能隙的光子能量随着T c而成比例地变化。
对于铌（niobium）（T c=9.2K）这种在LTS器件和电路中使用最多的超导材料来说，对应于能隙的辐射频率为670GHz。
根据BCS理论及实验，超导体的零电阻特性只有在直流下（即f=0）才是正确的，而在有限的频率下，具有有限的但通常是很小的电耗，即使样品仍然处于超导状态下。
这些交流损耗主要取决于相对于临界温度的运行温度和参考频率，损耗随着频率的平方而成比例地变化。
温度在0K以上非零频率下损耗的起因是在超导体内所存在的两种类型的载流子。
虽然库柏电子对可以没有阻力地运动，但那些在能隙之上的处于正常状态下的载流子则表现为正常导体中的电子。
库柏电子对没有使正常电子短路的原因是由于它们有质量，从而具有动能。
只要我们是在远远低于能隙所对应的频率下工作，超导体的等效电路不过就是一个电阻与一个电感相并联。
电阻代表的是那些高于能隙的载流子，它们表现为正常导体中的电子。
电感则是模拟库柏电子对的动能。
电阻和电感的值是温度的强函数。
当然，在零频率下（直流），电感确实使电阻短路了。
这个模型有助于强调超导体和完美导体之间的本质区别。
这个等效电路模型，再加上电路元件对温度的依赖性使得我们可以解释处于低场水平的超导体的许多微波IEEE microwave magazine May 2009 86May 2009 IEEE microwave magazine87特性。
