超導(dǎo)世界-資料下載頁
2025-08-26 08:10本頁面
【導(dǎo)讀】最后一種“永久氣體”氦氣液化。附近，電阻突然降為零。電阻與0℃時汞的電阻之比：R/R0。于是稱這種情況下發(fā)生的零電阻現(xiàn)象為物質(zhì)。當然，具有超導(dǎo)電性的材料也就稱之為超導(dǎo)體。度稱為超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度。此時超體處于正常態(tài)，而在Tc以下，超導(dǎo)體處于零電阻狀態(tài)，即超導(dǎo)態(tài)。間隔稱為轉(zhuǎn)變溫度，與超導(dǎo)體的性質(zhì)有關(guān)。大家都知道，若將金屬環(huán)放在磁場中，則環(huán)內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電流，對于正常金屬來說，隨時間變化，將會有功率耗散。外磁場后，完全導(dǎo)體仍還將保持其內(nèi)部的磁通線。導(dǎo)體外，同時超導(dǎo)體外的磁通密度增加。BCS理論認為，超導(dǎo)體中的電子間除了庫侖成品中以外，還存在相互引力。聯(lián)，就代表這種關(guān)聯(lián)效應(yīng)的空間尺度，我們稱之為BCS相干長度。庫柏對，即至少需要一份等于庫柏對結(jié)合能的能量。半寬度為△的能量間隔，在這個能量間隔內(nèi)不能有電子存在，人們把這個△稱為超導(dǎo)能隙.超導(dǎo)能隙的存在已被許多實驗證實。
【正文】 BCS 理論不但能解釋超導(dǎo)態(tài)的零電阻現(xiàn)象，而且對邁納斯效應(yīng)、超導(dǎo)體比熱、臨界磁場的計算與實驗結(jié)果相符。巴丁、庫柏、施瑞弗獲得了 1972 年諾貝爾物理獎。 約瑟夫森效應(yīng) 約瑟夫森效應(yīng)即 超導(dǎo)隧道效應(yīng) 。在玻璃襯板上鍍一層超導(dǎo)金屬膜，使其上形成厚度很薄的絕層，在氧化層上再鍍上一層超導(dǎo)金屬膜，就得到一個超導(dǎo) — 絕緣 — 超導(dǎo) (S— I— S)結(jié)，稱為約瑟夫森結(jié)或超導(dǎo)結(jié)。理論和實驗都證明，當絕緣層厚度在 10197。 左右時，庫柏對由于隧道效應(yīng)穿過勢壘后仍保持配對狀態(tài) ，即絕緣層中出現(xiàn)少量超導(dǎo)電子，具有了弱超導(dǎo)爹性。宏觀上表現(xiàn)為在絕緣層中可以無阻地通過幾十微安到幾十毫安的電流而在 S— I— S 結(jié)兩端并無電壓降落。這個現(xiàn)象叫做直流約瑟夫森效應(yīng)。在隧穿電流超過臨界電流 Ic 時，超導(dǎo)結(jié)兩端出現(xiàn)電壓。這時發(fā)生了兩種過程：一是出現(xiàn)正常電子隧穿效應(yīng)。由于超導(dǎo)結(jié)中出現(xiàn)電阻，如果電源內(nèi)阻比結(jié)電阻小得多，那么電路中電流突然從 Ic降到幾乎為零，超導(dǎo)結(jié)的 IV特性曲線如圖中虛線 a所示跳躍到正常電子隧道曲線 c；如果電源內(nèi)阻比結(jié)電阻大得多，則電流基本不變， IV 特性曲線如圖中虛線 b 那樣水平地跳躍到正常電 子隧道曲線 c。二是出現(xiàn)交變超導(dǎo)電流，并向外輻射電磁波。產(chǎn)生電磁輻射的原因是由于在超導(dǎo)結(jié)兩端存在直流電壓 V 時，電子對在結(jié)兩側(cè)有能量差 2eV，按能量守恒定律，當電子對隧穿進入結(jié)另一側(cè)時，減少的能量以光子的形式輻射出來。超導(dǎo)結(jié)產(chǎn)生交變電流并輻射電磁波的特性叫做交流約瑟夫森效應(yīng)。直流和交流約瑟夫森效應(yīng)均在 1963 年由實驗證實。 隨著實用超導(dǎo)材料和低溫技術(shù)的不斷發(fā)展，超導(dǎo)在技術(shù)中的應(yīng)用 (超導(dǎo)磁體、電力工程、磁懸浮列車及超導(dǎo)計算機等方面 )越來越廣泛。
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