超导体是怎样形成的？

1. 超导体是怎样形成的？

超导体就是电阻为零的导体，实际尚未发现，现在所谓的超导体为那类电阻非常小的导体的简称 


锗、硅、硒、砷化镓及许多金属氧化物和金属硫化物等物体，它们的导电能力介于导体和绝缘体之间，叫做半导体。

半导体具有一些特殊性质。如利用半导体的电阻率与温度的关系可制成自动控制用的热敏元件（热敏电阻）；利用它的光敏特性可制成自动控制用的光敏元件，像光电池、光电管和光敏电阻等。

  半导体还有一个最重要的性质，如果在纯净的半导体物质中适当地掺入微量杂质测其导电能力将会成百万倍地增加。利用这一特性可制造各种不同用途的半导体器件，如半导体二极管、三极管等。 

  把一块半导体的一边制成P型区，另一边制成N型区，则在交界处附近形成一个具有特殊性能的薄层，一般称此薄层为PN结。图中上部分为P型半导体和N型半导体界面两边载流子的扩散作用（用黑色箭头表示）。中间部分为PN结的形成过程，示意载流子的扩散作用大于漂移作用（用蓝色箭头表示，红色箭头表示内建电场的方向）。下边部分为PN结的形成。表示扩散作用和漂移作用的动态平衡。

2. 什么是超导现象？

超导现象就是1911年，荷兰莱顿大学的H·卡茂林·昂内斯意外地发现，将汞冷却到-268.98℃时，汞的电阻突然消失。
后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，H·卡茂林·昂内斯称之为超导态。昂内斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。
人们把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。导体没有了电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流，从而产生超强磁场。

扩展资料：
超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。导体没有了电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流，从而产生超强磁场。
1933年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质——当金属处在超导状态时，超导体内的磁感应强度为零，却把原来存在于体内的磁场排挤出去。
对单晶锡球进行实验发现：锡球过渡到超导态时，锡球周围的磁场突然发生变化，磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了，人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”迈斯纳效应于1933年被瓦尔特·迈斯纳与罗伯特·奥克森菲尔德在量度超导锡及铅样品外的磁场时发现。
在有磁场的情况下，样品被冷却至它们的超导相变温度以下。在相变温度以下时，样品几乎抵消掉所有里面的磁场。
他们只是间接地探测到这个效应；因为超导体的磁通量守恒，当里面的场减少时，外面的场就会增加。这实验最早证明超导体不只是完美的导电体，并为超导态提供一个独特的定义性质。
参考资料来源：百度百科-超导现象

3. 为什么会产生超导现象？

目前没人知道 到了上世纪五十年代中期，Bardeen和博士后Cooper以及研究生Schrieffer合作。Cooper发表了一篇短文，在这篇文章中他发现Bardeen-Pines吸引可以使得动量相反的电子配对，并且这种配对是稳定的[1]。Cooper指出，这种配对的机制可能就是造成超导电性的原因，但是Bardeen开始的时候对此表示怀疑。这种配对的电子并不是物理上相靠近，但是两者的运动是相匹配的，它们总是具有大小相等方向相反的动量。当时并不清楚这种脆弱分离的配对为何能够被组织起来导致产生超导电性而不被破坏。  几个月后，Schrieffer找到了从数学上定义包含很多电子对的量子态的方法，这种量子态中电子对和其它的电子以及晶体原子之间没有相互作用，从而可以毫无阻碍地在晶体中运动。随后Schrieffer将这种物理图像和当时流行的舞蹈Frug作了类比（如图），在这种舞蹈中跳舞者在舞池中相互分离，中间隔了许多其它人，但是他们始终是一对。 跳舞者在舞池中相互分离，中间隔了许多其它人，但是他们始终是一对。  这个小组于1957年早期发表了一篇短文之后又于这一年的十二月发表了后来闻名遐迩的BCS（Bardeen-Cooper-Schrieffer）超导理论。他们于1972年获得了诺贝尔物理学奖。这个理论解释了同位素效应以及迈斯纳效应（当强度低于某一临界值的时候磁场不能进入超导体中）。这个理论同时还能够解释为什么超导电性只能够发生在接近绝对零度的时候——当热运动太剧烈的时候脆弱的Cooper对就会被破坏。来自伊利诺斯大学的超导实验学家Laura Greene认为这正体现了Bardeen的洞察力，他选择了正确的合作者，并且在探索的时候始终关注实验的进展。科学就应该这么做。  BCS波函数的一个奇异之处在于它缺少当时电磁方程组的任何量子或是经典解所具有的数学对称性。对这个问题的进一步分析刺激了粒子物理理论中所谓的对称性破缺（Symmetry Breaking）理论的发展。  虽然1986年发现的高温超导体依赖于电子的配对，它们在温度高于BCS理论中配对临界温度的时候依然具有超导电性。Marvin Cohen（加利福尼亚大学伯克利分校）认为虽然对于新材料缺乏理解，原来的BCS结对机制仍然有效。Greene认为，既然从发现超导现象开始就花了一些非常聪明的人五十年的时间才找到BCS理论，她并不认为仅仅过了二十年就能够解释高温超导现象。

4. 超导现象是如何发生的？

1911年，荷兰莱顿大学的卡茂林·昂尼斯意外地发现，将汞冷却到-268.98°C时，汞的电阻突然消失；后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，卡茂林·昂尼斯称之为超导态。卡茂林由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。 这一发现引起了世界范围内的震动。在他之后，人们开始把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。导体没有了电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流，从而产生超强磁场。 1933年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质，当金属处在超导状态时，这一超导体内的磁感兴强度为零，却把原来存在于体内的磁场排挤出去。对单晶锡球进行实验发现：锡球过渡到超导态时，锡球周围的磁场突然发生变化，磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了，人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”。 后来人们还做过这样一个实验：在一个浅平的锡盘中，放入一个体积很小但磁性很强的永久磁体，然后把温度降低，使锡盘出现超导性，这时可以看到，小磁铁竟然离开锡盘表面，慢慢地飘起，悬浮不动。 迈斯纳效应有着重要的意义，它可以用来判别物质是否具有超性。 为了使超导材料有实用性，人们开始了探索高温超导的历程，从1911年至1986年，超导温度由水银的4.2K提高到23.22K（0K=-273.15°C；K开尔文温标，起点为绝对零度）。1986年1月发现钡镧铜氧化物超导温度是30K，12月30日，又将这一纪录刷新为40.2K，1987年1月升至43K，不久又升至46K和53K，2月15日发现了98K超导体。高温超导体取得了巨大突破，使超导技术走向大规模应用。 超导材料和超导技术有着广阔的应用前景。超导现象中的迈斯纳效应使人们可以到用此原理制造超导列车和超导船，由于这些交通工具将在悬浮无摩擦状态下运行，这将大大提高它们的速度和安静性，并有效减少机械磨损。利用超导悬浮可制造无磨损轴承，将轴承转速提高到每分钟10万转以上。超导列车已于70年代成功地进行了载人可行性试验，1987年开始，日本国开始试运行，但经常出现失效现象，出现这种现象可能是由于高速行驶产生的颠簸造成的。超导船已于1992年1月27日下水试航，目前尚未进入实用化阶段。利用超导材料制造交通工具在技术上还存在一定的障碍，但它势必会引发交通工具革命的一次浪潮。 超导材料的零电阻特性可以用来输电和制造大型磁体。超高压输电会有很大的损耗，而利用超导体则可最大限度地降低损耗，但由于临界温度较高的超导体还未进入实用阶段，从而限制了超导输电的采用。随着技术的发展，新超导材料的不断涌现，超导输电的希望能在不久的将来得以实现。 现有的高温超导体还处于必须用液态氮来冷却的状态，但它仍旧被认为是20世纪最伟大的发现之一。

5. 什么是超导现象

超导体被列为I型或II型取决于其过渡行为。 在I型，电阻下降到零，突然当技术合作是实现; II型超导体举行混合区超导和非超导的行为。 

一些超导体的特性： 

金属支持超导临界温度已接近了绝对零度（ I型） 。 
一些陶瓷可以达到超导状态，在较高的温度（第二类） 。 
在过去的专利超导有一个技术合作= 150 k. 
高温超导体中得以持续与便宜的制冷一样的液态氮为基础的系统（日本磁悬浮列车使用此系统） 。 
所有超导体的发现，到现时为止，固体。 
导电意味着损失的能源，由于阻力进行材料。 能源是释放的热量。 主要的不良后果，是需要不断提供能源，以维持目前的和可行的燃烧进行媒体。 目前在一个正常的金属环，将迅速衰减;如果是超导环，它会显示永久运动（衰减常数超过1亿元，年！ ） 。 见“什么是环形超导用于” ？ 了解更多详情。 

领域的研究超导体是一个热门领域。 新的超导材料被发现在定期的基础上和其技术应用是无止境的。 新发现武力检讨接受的理论是，现在，这种现象没有完全理解。 

磁学性质超导 
即使在最近的研究被丢弃的抗磁性作为一个广义的财产;这是一个非常有案可稽的财产大部分超导体，这是方法之一，实现磁悬浮 。 

迈斯纳效应：在1933年沃尔特迈斯纳和罗伯特克森菲尔德发现一种超导材料将击退磁场。 如果一个磁铁的动作接近导体，电磁感应电流在导体。 这是背后的原则，电动发电机。 如果超导体是用来相反，感应电流，正是一面镜子，实地造成磁铁被击退了。 磁石其实可以悬浮超过超导材料。 

该迈斯纳效应被丢弃，作为一般的财产在1997年，当一个合金的黄金和铟被发现既超导体和天然磁铁在温度非常接近绝对零度。 自那时以来，其他化合物已被发现具有相同的财产。 

I型超导体 
他们的特点是一个非常尖锐的过渡到一个超导国家和完善抗磁性（有能力击退磁场完全） 。 电导率曲线随温度在不断的压力，显示了正常的减少，随温度上升到一个关键的过渡温度（称为技术合作）下面，其中电导率是零（实验误差） 。 临界温度通常是很低（ 0-5 k ）款，被无铅（ Pb ）较高的一与7.196 k. 

30材料所在，在这组。 他们是金属和类金属表明，一些电导率在室温下。 最好的金属导体（铜，银及金）不属于I型超导体。 

材料  技术合作  
是  0  
铑  0  
瓦特  0.015  
红外  0.1  
吕  0.1  
香格里拉  6.00  
高频  0.1  
茹  0.5  
操作系统  0.7  
莫  0.92  
锆  0.546  
铅  7.193  
裁谈会  0.56  
u  0.2  
钛  0.39  
锌  0.85  
遗传算法  1.083  
技术合作  7.77  
基地  1.2  
坝  1.4  
次  1.4  
转口  1.4  
热释光  2.39  
铌  9.46  
在…内  3.408  
锡  3.722  
汞柱  4.153  
电讯管理局局长  4.47  
v  5.38  

接受的解释是，所给予的BCS理论。 

BCS理论：分子振动的晶格放缓，当温度下降，贝娄的临界温度这种缺乏运动，让流动的电子没有任何障碍转换在超导性。 一个有趣的因素，这一理论是外观库珀对（电子动议，加上在双） 。 

库珀对：振动在晶格是如此小，在场的电子，其实影响的立场，周围的细胞核。 一个移动的电子所产生的波及效应在晶格将推进流动第二个电子耦合他们都通过Exchange一个声（广晶格振动能量） 。 这两个电子形成库珀对。 两人将在本地化的势头（相同规模的势头，但在移动相反的方向走）和在太空unlocalized （他们可以在空间上，除了高达100纳米时，分离之间的两个连续的原子核是0.1-0.4 nm ）的。 电子“ fermions ” （即他们是带电并作为等，他们击退对方） ;但在超导状态，他们的行为的痛苦过渡到根本的国家只适用于玻色子（颗粒无电荷，中子bosoms ） 。 解决这个“问题”是创造库珀对;再加上对电子的行为作为一个玻色子。 实验佐证的互动与晶格是所提供的同位素效应对超导转变温度。 

II型超导体 
II型超导体显示，逐步过渡到正常的一个超导状态的一个地区“混合状态”的行为。 II型超导体也被称为硬超导体和晶格结构起着至关重要的作用在这种情况下。 有没有一个完整的模型来解释II型超导体的方式，在BCS理论解释，第一类的一些II型超导体显示较高的临界温度，使技术应用是可行的。 别人能保持超导状态，在非常高的应用磁场。 也有一些是在范围I型TC和支持的磁场。 

由于混合区，一些渗透率由一个外部磁场（二）纳入其表面将被允许。 作为后果新的介观超导现象一样， “星条旗” “通量晶格涡”可以待观察。 这部分的渗透率给出了适用于磁场的权力，打破超导状态（临界磁场BC ）的。 在第二类超导体，温度和磁场的应用将成为主要的变数相图。 

第一第二类超导体，合金铅和铋，创建于1930年由瓦特德哈斯和J. voogd 。 其超导性能不遵守，直到迈斯纳效应被发现。 迄今为止，最高的技术合作取得室的压力是138 K的一化学计量材料（所形成的公式）和15万为正在申请专利的材料，并不构成stoichiometrically 。 

不同的复合家庭显示，有II型超导特性;简短的分类如下： 

最丰富的物质，显示II型超导电性是金属化合物和合金。 已知的例外是元素钒，锝和铌。 
组合钒，锝和铌是用在制造超导磁体。 铌锡，铌钛形成电线支持高磁场，他们的技术合作力量，制冷与液氦。 通常他们是薄丝（ 20米）嵌入在一个铜矩阵，以最大限度地情感（收费动议，只是表面的导线） 。 
陶瓷超导体（ “钙钛矿” ）是金属氧化物陶瓷，通常有一个比2金属原子超过3氧原子。 他们展示更高的TCS公司。 
超导cuprates （铜氧化物）能达到的最高临界温度之间的II型超导体。 
有机超导体的一部分，有机导体家庭（分子盐，聚合物和纯碳系统，包括碳纳米管和C60化合物） 。 分子盐，低技术合作室的压力（ 0.4-12 k ）款，在范围I型超导体。 他们的优势，显示是一个高得多公元前;在（ tmtsf ） 2pf6临界磁场是围绕六吨，一个量级高于一般的宽频传输服务。 
borocarbides是一个最小的理解超导系统。 他们成立了由铁磁过渡金属（它被认为是不可能的） 。 当结合特有的要素一样，钬，他们退出超导状态在一定温度娄技术合作。 他们发现在1993年由Bob静脉。 
沉重的fermions化合物含有稀土元素如行政长官或镱，或锕系元素，如美国在低温下，一些这些材料显示超导性。 这个机制是不能完全理解，一些理论提出的存在库珀对所形成的互动与电子自旋不是晶格声。 首次观察了的E.布赫尔，等人，于1973年，但它不是公认的超导电性，直到1979年。 其转变温度是在范围I型超导体。

6. 超导现象是怎样的？

低温世界是一个魔术般的世界，把一束鲜花放在液态氮中一浸，拿出来向地上一摔，鲜花就会像玻璃一样破碎：把一只橡皮球放在液态氮里一浸后拿出，能像铃铛一样敲响；水银在低温下冻得比铁还硬，可以用锤子把它钉在墙上；在液氮中冻硬的面包，在漆黑的房间里竟能发出天蓝色的光辉……昂纳斯领导的实验室就是这样一个美丽的童话世界，同时，它也是世界上最冷的地方。虽然莱顿城里鲜花常开，但是实验室里制造出来的低温，比南极或北极的最低温度(-88℃)还要低几倍。
超导演示实验当时，科学家已经能把除了氦气以外的气体全部都变为液态。利用液态氢，已获得-253℃的低温，昂纳斯决心获得更低的温度。但是，要使氦气变成液态，困难还很大。例如在液体氦的温度下，连空气都会变成固体，如果不小心与空气接触，空气便会立刻在液体氦的表面上结成一层坚硬的盖子。不过，昂纳斯是不会被这点困难吓倒的。
低温实验室并不是一个拥有良好环境的地方，实验室里充满了管道，还有隆隆作响的真空泵。因为低温不是一下子就能获得的。必须沿着温度的台阶一步一步向下走，温度越低就越困难。昂纳斯先用液化氯甲烷达到-90℃，用乙烯达到-145℃，用氧气达到-183℃，用氢气达到-253℃。终于在1908年成功地实现了最后一种永久气体——氦气的液化，得到了-269℃的低温。在这以后，他用液氦抽真空的方法，得到-272℃。
这个温度属于超低温，当时世界上只有莱顿大学的低温实验室可以得到这样的低温。昂纳斯和他的同伴在这得天独厚的条件下进行极低温度下的各种现象的研究。他们发现水银、铅、锡一般降温到该物质的特性转变点以下时，电阻会突然消失，变成超导电性物体。这就是说，在一个超导线圈中一旦产生了电流就会周而复始地流下去。因为电阻已经消失，电流不会在流动中衰减。昂纳斯把一个铅制的线圈放在液体氦中，铅圈旁放一块磁铁，突然把磁铁撤走，根据法拉第的电磁感应，铅圈内便产生了感应电流。果然，在低温的条件下，电流不断地沿着铅圈转起来，就像一匹不知疲倦的马一样。
1911年，从莱顿大学低温实验室里终于传出惊人的消息：水银在-269℃的条件下，它的电阻消失了!这种现象物理学称为超导现象。1913年，昂纳斯因为这项重大的发现获诺贝尔奖。
超导演示实验

7. 什么是超导现象？

科学家们把在一定条件下，有些导电材料能使电阻突然消失的现象称为“超导”。
超导现象最早是由荷兰科学家卡·翁纳斯发现的。1911年，他在实验中发现，在零下168℃左右，水银呈超导现象。这就是说，当时发现的超导体，只有在极低的温度下才能工作，所以难以实际推广使用。因此，寻找在较高温度下工作的超导体，成为科学家们梦寐以求的目标。
1987年春天，世界上出现了一股“超导热”。新的超导材料如雨后春笋不断涌现。超导材料走出实验室、进入应用领域的那一天已经不远了。
科学家们认为，超导和灯泡、晶体管的发明一样重要，而它所影响的范围更加广泛，它的应用前景更加诱人。要是一旦找到常温下的超导体，并在应用方面有所突破，它将会给工业和技术进步带来一场革命，同时也使我们的生活发生深刻的变化。

8. 什么是超导现象？

超导现象就是1911年，荷兰莱顿大学的H·卡茂林·昂内斯意外地发现，将汞冷却到-268.98℃时，汞的电阻突然消失。
后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，H·卡茂林·昂内斯称之为超导态。昂内斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。
人们把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。导体没有了电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流，从而产生超强磁场。

扩展资料：
超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。导体没有了电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流，从而产生超强磁场。
1933年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质——当金属处在超导状态时，超导体内的磁感应强度为零，却把原来存在于体内的磁场排挤出去。
对单晶锡球进行实验发现：锡球过渡到超导态时，锡球周围的磁场突然发生变化，磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了，人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”迈斯纳效应于1933年被瓦尔特·迈斯纳与罗伯特·奥克森菲尔德在量度超导锡及铅样品外的磁场时发现。
在有磁场的情况下，样品被冷却至它们的超导相变温度以下。在相变温度以下时，样品几乎抵消掉所有里面的磁场。
他们只是间接地探测到这个效应；因为超导体的磁通量守恒，当里面的场减少时，外面的场就会增加。这实验最早证明超导体不只是完美的导电体，并为超导态提供一个独特的定义性质。
参考资料来源：百度百科-超导现象