超导体的发展历史ppt课件.ppt
1.超导体的发展历史,动力与电气工程系王 雷,1.1超导体的发现,物质的态,1.1 超导现象的发现,最难液化的物质?,He的液化,Onnes, 1911,1.1 超导现象的发现,最接近绝对零度的物质,1.1 超导现象的发现,金属的电阻理论预测,What would happen to the resistance of a metal as it was cooled to absolute zero?Three popular theories at the turn of the 20th century. But which one would agree with experiment?,1.1 超导现象的发现,电阻消失了！,The measured resistance of gold doesnt superconduct, but mercury does.,1.1 超导现象的发现,R10-6,R=0 ?,零电阻的实验观测！,超导领域的第一个诺贝尔物理学奖,1.1 超导现象的发现,Nobel Prize in Physics (1913),超导领域的诺贝尔奖们,The Nobel Prize in Physics 1913his investigations on the properties of matter at low temperatures Heike Kamerlingh Onnes The Nobel Prize in Physics 1972theory of superconductivity, usually called the BCS-theoryJohn Bardeen Leon Neil Cooper John Robert Schrieffer The Nobel Prize in Physics 1973experimental discoveries of tunneling phenomena in superconductorsIvar Giaever for his theoretical predictions of Josephson effectsBrian David Josephson The Nobel Prize in Physics 1987their discovery of superconductivity in ceramic materialsJ. Georg Bednorz K. Alexander Mller The Nobel Prize in Physics 2003contributions to the theory of superconductors and superfluidsAlexei A. Abrikosov Vitaly L. Ginzburg Anthony J. Leggett,这还不包括与超导密切相关的超流领域的诺贝尔奖：(1962,1978,1996),1.2合金超导体,其它超导体,1.2 超导体的发展,单质超导体,温度:TTc,电流:IIc,磁场:HHc,超导的条件,1.2 超导体的发展,金属超导体的临界场Hc很小，也不能通过大电流。,超导,合金超导体,1.2 超导体的发展,In 1931, W. J. de Haas, the newdirector of the Kamerlingh Onnes Laboratory in Leiden.,Bi （铋） 不超导Au （金） 不超导Bi-Au合金 超导,合金超导体的临界磁场大大增加！,铌钛（NbTi） 第一种具有实用价值的超导体,In 1962 Nb-Ti were discovered by T.G. Berlincourt and R.R. Hake,Tc=9.2 K, Hc15 T,1.2 超导体的发展,NbTi导线第一代超导线带材,铌三锡（Nb3Sn） 具有实用价值的超导体,Nb3Sn were discovered in 1954.In April 2008 a record non-copper current density was claimed of 2643 A/mm at 12 T and 4.2 K,Tc=18.3K, Hc30 T,Nb3Sn晶格结构图,铌三锡的制备,NbTi/Nb3Sn导线绕制的MRI磁体,医疗核磁共振仪（23T）,设计中的11T核磁共振仪,1.3氧化物超导体的发现,参考文献：“对1986-1987年间高温超导体发现的历史再考察”，刘兵，二十一世纪1995年4月,转变温度最高的合金（金属间化合物）超导体：铌三锗（Nb3Ge）Tc=23。1964年，人们发现了第一个氧化物超导体，即锶钛氧化物，但Tc只有0.3。 1975年由斯莱特（A.W. Sleight）等人发现的Tc为14的钡铅铋氧化物超导体。,氧化物超导体,1986年1月，实验室科学家缪勒（A. Mller）和贝德诺兹（J.G. Bednorz）制备了Ba-La-Cu-O样品，利用电阻测量观察到了30左右的起始转变温度。,(LaSr)2CuO4超导体的发现,日本的研究,东京大学的北泽宏一和金泽尚一，于11月验证了La-Ba-Cu-O的超导电性（Tc30 K）。东京大学的伟岸光二，12月发现La-Sr-Cu-O起始转变温度达到了37K，在33K变为零电阻。,美国的研究,休斯顿大学的朱经武，11月立即着手相关研究工作，并在La-Ba-Cu-O中观察到73K的转变温度，但结果不可重复。12月，在MRS年会上，东京大学的北泽宏一，报道了日本的研究结果。12月，朱经武向PRL寄出了La-Ba-Cu-O 的Tc=40K的论文。并再次观测到70K的转变迹象，月末将该结果寄向SCIENCE杂质。同时，贝尔实验室的Cava也获得了39K的转变温度。,中国的研究,中科院物理所的赵忠贤小组也开始进行相关的工作。12月20日，观察到了SrLaCuO的起始温度为48.6K。 并在BaLaCuO中观察到了70K的超导迹象。12月27日，人民日报就报道了发现70K超导体的消息。 1987年1月17日，48.6K的论文才被送到科学通报。,YBaCuO发现者之争,朱经武的合作者，阿拉巴马大学的吴茂昆通过计算预言钇钡铜氧将是最佳的超导体候选者。 1月28日，吴茂昆合成了钇钡铜氧样品。29日下午，测量发现90左右的超导电性。1月30日，吴茂昆飞往休斯顿，在那里进一步验证了90K的超导现象。2月5日，朱经武将2篇相关论文寄往PRL。2月16日，朱在新闻发布会上宣布发现液氮温度（77K）以上的超导体，但成分需要在论文3月2日发表后公布。但未经他同意，理学院院长Weinstein将这一秘密泄露给休斯顿纪事报。,YBaCuO发现者之争,东京大学水上忍小组发现了临界温度高达80K的YBaCuO超导体,论文于2月23日寄到了日本应用物理杂志，并于4月份才发表 。,2月19日，赵忠贤小组在钇钡铜氧中发现了起始温度高于100，中点温度为92.8的超导转变。与以前不同，这一次，他们迅速地在第二天就将论文写成并寄出，并办理申请专利。科学通报于2月21日收到论文，但专利申请却没有成功，因国外已申请在先了。在2月24日召开了新闻发布会，正式公布了赵忠贤等人的成果和新超导体的成分。2月25日的人民日报头版刊登了这一消息。,YBaCuO发现者之争,YBa2Cu3O7-的结构,Critical temperature (Tc), crystal structure and lattice constants of some high-Tc superconductors,A. Mller and J.G. Bednorz,1987年诺贝尔物理学奖,高温铜基氧化物超导体的发现,超导体的发现历史图谱,
