在判定某一材料是否为超导材料时,是否同时具备零电阻性和迈斯纳效应这两个独立的特性,是我们必须要考虑并证实的。这是超导体最重要的两个特性。
零电阻性
当某超导材料处于超导态时,电阻突降为零,并且能够做到没有损耗的传输电能。在以往历史实验中已经证实了该性能。当超导材料的电阻率小于10-23mΩ∙cm时,在实验数据精度的允许范围内,已经可以认定为零电阻了。若把某一超导体制作成环状体,并通过感应产生电流,则电流将在环中保持流动不止且几乎不衰减的状态。
超导临界温度是指超导态开始出现的温度,一般定义为Tc。从微观意义上来讲,当超导材料处于超导临界温度以下时,超导材料中的费米面附近的电子将会通过相互之间的共有的介质而进行配对,这些电子对(库珀对Cooper)会将同时处在稳定的低能组态,这种现象就叫做“凝聚体”。而所有的库珀电子对在一个外加电场的作用下,能够保持整体步调一致的运动。所以,超导在宏观意义上又属于宏观量子凝聚现象。
迈斯纳效应
又称完全抗磁性,1937年迈斯纳(W。Meissner)和奥森菲尔德(R。Ochsefeld)发现超导体的一个重要性质:物质由常导态过度到超导态时,处在超导状态内的磁感应强度为零,即超导体在常导态时的磁通状态无论如何,当样品进入超导状态后,磁通一定不能穿过超导体。他们还对围绕球形导体单晶锡的磁场分布进行了实际测验,便发现,当球体导体形单晶锡过渡到超导态时,球体周围的磁场瞬间发生了明显的变化:磁力线一下子被排斥到了超导体体外,超导体内部呈现出零磁感应强度的现象。这种当金属变成超导体时,材料内部磁力线主动排出到金属爱聊体外,导致超导体内感应强度为零的现象,被称之为迈斯纳效应(如图1。2)。文献综述
进一步的研究表明:一个磁体和一个处于超导态的超导体互相靠近时,磁体的磁场会使超导体表面中出现超导电流。此时在超导体的内部超导电流形成的磁场,刚好可以和磁体周围的磁场大小相抵消,使得超导体内部的磁感应强度为零(即B=0),即超导体排斥其体内的磁场现象。这一发现具有非常大的意义,在此之后,人们常用迈斯纳效应来判定物质是否具有超导性。
图1。2迈斯纳效应
1。2。 超导研究现状及发展趋势
研究获奖情况