磁性材料与超导材料.ppt

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Thefirstorganicsuperconductordiscovered.第95页，共141页，星期日，2025年，2月5日组成有机超导体的四类化合物：第96页，共141页，星期日，2025年，2月5日③非晶超导材料非晶态超导体的研究主要包括非晶态简单金属及其合金和非晶态过渡金属及其合金。它们具有高度均匀性、高强度、耐磨、耐腐蚀等优点。第97页，共141页，星期日，2025年，2月5日非晶态结构的长程无序性对其超导电性的影响很大，能使有些物质的超导转变温度Tc提高，这是由于非晶态超导体与晶态超导体的不同所引起的。非晶态过渡金属及合金的性质比简单金属更为复杂。第98页，共141页，星期日，2025年，2月5日④重费米子超导体重费米子超导体是20世纪70年代末期发现的，它的超导转变温度只有0.7K。第99页，共141页，星期日，2025年，2月5日1．零电阻效应当温度T下降至某一数值以下时，超导体的电阻突然变为零，这就称为超导体的零电阻效应，也称为超导电性。下图是汞在液氦温度附近电阻的变化行为。第63页，共141页，星期日，2025年，2月5日汞在液氦温度附近电阻的变化行为超导临界温度Tc虽然与样品纯度无关,但是越均匀纯净的样品超导转变时的电阻陡降越尖锐。第64页，共141页，星期日，2025年，2月5日2．超导体的完全抗磁性（迈斯纳效应）指超导体处于外界磁场中，磁力线无法穿透，超导体内的磁通量为零。第65页，共141页，星期日，2025年，2月5日1933年，迈斯纳(MeissnerW)发现，只要温度低于超导临界温度，则置于外磁场中的超导体就始终保持其内部磁场为零，外部磁场的磁力线统统被排斥在超导体之外。第66页，共141页，星期日，2025年，2月5日即便是原来处在磁场中的正常态样品，当温度下降使它变成超导体时，也会把原来在体内的磁场完全排出去，即超导体具有完全抗磁性。这一现象被称为迈斯纳效应，它是超导体的另一个独立的基本特性。第67页，共141页，星期日，2025年，2月5日超导体内磁感应强度B总是等于零，即金属在超导电状态的磁化率为?=M/H=-1,B=?0(1+?)H=0。超导体内的磁化率为-1(M为磁化强度，B0＝?0?H)超导体的完全抗磁性如下图所示：第68页，共141页，星期日，2025年，2月5日液氮环境下的超导实验由迈斯纳效应可知，超导体在静磁场中的行为可以近似地用“完全抗磁体”来描述。利用这一特性，可以实现磁悬浮。第69页，共141页，星期日，2025年，2月5日第70页，共141页，星期日，2025年，2月5日仅从超导体的零电阻现象出发，得不到迈斯纳效应。同样，用迈斯纳效应也不能描述零电阻现象。因此，迈斯纳效应和零电阻性质是超导态的两个独立的基本属性，衡量一种材料是否具有超导电性必须看是否同时具有零电阻和迈斯纳效应。第71页，共141页，星期日，2025年，2月5日根据上述超导材料的两个基本特征，可以看出：超导体是指某种物质冷却到某一温度时电阻突然变为零，同时物质内部失去磁通成为完全抗磁性的物质。第72页，共141页，星期日，2025年，2月5日超导材料的组成元素有金属、类金属和非金属元素，在元素周期表上的位置如图所示。第73页，共141页，星期日，2025年，2月5日在元素周期表相应位置的元素中，有的可由单一元素制成超导材科，但绝大多数超导材料是由多种元素构成的合金、化合物或陶瓷。下表中列出了代表性的超导材料及Ｔc值。第74页，共141页，星期日，2025年，2月5日超导材料及Ｔc值第75页，共141页，星期日，2025年，2月5日在上述超导特性被发现后，对超导电性的理论研究即已开始，但直到20世纪50年代建立了超导电性的微观理论，人们才对金属超导体的超导行为获得了满意的解释。第76页，共141页，星期日，2025年，2月5日四、传统超导电体的超导电性理论(1)唯象理论①二流体模型②伦敦方程③金兹堡--朗道理论第77页，共141页，星期日，2025年，2月5日(2)传统超导体的微观机制①同位素效应②超导能隙③库柏电子对④相干长度⑤BCS理论第78页，共141页，星期日，2025年，2月5日六、超导材料的分类⑴常规超导体⑵高温超导体(HTS)⑶其它类型超导体第79页，共141页，星期日