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低溫超導體是誰發明的

發布時間:2021-02-09 17:35:55

① 是誰發現超導體的兩個基本特性的

零電阻和完來全抗磁性是超導體具有的自兩個基本特性。1911年,荷蘭科學家昂內斯用液氦冷卻水銀,當溫度下降到4.2K(相當於-269%℃)時發現水銀的電阻完全消失了,出現了「零電阻」現象。由於沒有一絲一毫的電阻,因而電量能從其中毫無阻礙的穿過,這種現象被稱為超導電性。1933年,邁斯納和奧克森菲爾德兩位科學家發現,如果把物體放在低溫磁場中冷卻,在其電阻消失的同時,也開始排斥磁場,這種現象被稱為抗磁性。

② 最早發現超導現象的科學家是誰

抄最早發現超導現象的科學家是昂內斯
海克·卡末林·昂內斯1853~1926),荷蘭物理學家,雅號"絕對零度先生",1911年發現了物體的超導性,低溫物理學的奠基人。1913年獲得諾貝爾物理學獎, 以表彰他對低溫物質特性的研究,特別是這些研究導致液氦的生產。

③ 超導體是什麼

超導體指在某一溫復度下,電制阻為零的導體。在實驗中,若導體電阻的測量值低於10-25Ω,可以認為電阻為零。超導體不僅具有零電阻的特性,另一個重要特徵是完全抗磁性。

人類最初發現超導體是在1911年,這一年荷蘭科學家海克·卡末林·昂內斯(Heike Kamerlingh Onnes)等人發現,汞在極低的溫度下,其電阻消失,呈超導狀態。此後超導體的研究日趨深入,一方面,多種具有實用潛力的超導材料被發現,另一方面,對超導機理的研究也有一定進展。


(3)低溫超導體是誰發明的擴展閱讀

(1)根據解釋理論:傳統超導體(可以用BCS理論或其推論解釋)和非傳統超導體(不能用BCS理論解釋)。

(2)根據臨界溫度:高溫超導體和低溫超導體。高溫超導體通常指臨界溫度高於液氮溫度(大於77K)的超導體,低溫超導體通常指臨界溫度低於液氮溫度(小於77K)的超導體。

(3)根據材料類型:元素超導體(如鉛和水銀)、合金超導體(如鈮鈦合金)、氧化物超導體(如釔鋇銅氧化物)、有機超導體(如碳納米管)。

④ 幾幾年的哪個國家的物理學家誰首先發現了超導現象

1911年,荷蘭來萊頓大學的卡茂林·昂尼自斯意外地發現,將汞冷卻到-268.98°C時,汞的電阻突然消失;後來他又發現許多金屬和合金都具有與上述汞相類似的低溫下失去電阻的特性,由於它的特殊導電性能,卡茂林·昂尼斯稱之為超導態。卡茂林由於他的這一發現獲得了1913年諾貝爾獎。
參考資料:網路

⑤ 低溫超導材料的歷史

20世紀末,科學家合成了在室溫下具有超導性能的復合材料,室溫超導材料的研製成功使超導的實際應用成為可能。超導是指某些物體當溫度下降至一定溫度時,電阻突然趨近於零的現象。具有這種特性的材料稱為超導材料。超導體由正常態轉變為超導態的溫度稱為這種物質的轉變溫度(或臨界溫度) 因為這個溫度很低,在絕對零度附近.因而目前為止,應用不是很廣泛.但是科學家在研究高溫超導,如果研究成功,用這種材料導電時不損耗電能,不產生熱量.可以節約能源! 1911年荷蘭物理學家Onnes發現汞(水銀)在4.2k附近電阻突然下降為零,他把這種零電阻現象稱為超導電性。圖5-13示出了汞的電阻隨溫度變化的關系。汞的電阻突然消失時的溫度稱為轉變溫度或臨界溫度,常用Tc表示。在一定溫度下具有超導電性的物體稱為超導體。金屬汞是超導體。進一步研究發現元素周期表中共有26種金屬具有超導電性,它們的轉變溫度Tc列於表5-6。從表中可以看到,單個金屬的超導轉變溫度都很低,沒有應用價值。因此,人們逐漸轉向研究金屬合金的超導電性。表5-7列出一些超導合金的轉變溫度,其中Nb3Ge的轉變溫度為23.2K,這在70年代算是最高轉變溫度超導體了。當超導體顯示導材料都是在極低溫下才能進入超導態,假如沒有低溫技術發展作為後盾,就發現不了超導電性,無法設想超導材料。這里又一次看到材料發展與科學技術互相促進的關系。低溫超導材料要用液氦做致冷劑才能呈現超導態,因此在應用上受到很大的限制。人們迫切希望找到高溫超導體,在徘徊了幾十年後,終於在1986年有了突破。瑞士Bednorz和Müller發現他們研製的La-Ba-CuO混合金屬氧化物具有超導電性,轉變溫度為35K。這是超導材料研究上的一次重大突破,打開了混合金屬氧化物超導體的研究方向。接著中、美科學家發現Y-Ba-CuO混合金屬氧化物在90K具有超導電性,這類超導氧化物的轉變溫度已高於液氮溫度(77K),高溫超導材料研究獲得重大進展。一連串激動人心的發現在世界上掀起了「超導熱」。目前新的超導氧化物系列不斷涌現,如Bi-Ca-CuO,Tl-Ba-Ca-CuO等,它們的超導轉變溫度超過了120K。高溫超導體的研究方興未艾,人們殷切地期待著室溫超導材料的出現。人們發現C60與鹼金屬作用能形成AxC60(A代表鉀、銣、銫等),它們都是超導體,超導轉變溫度列於表5-8。從表中數據看到,大多數AxC60超導體的轉變溫度比金屬合金超導體高。金屬氧化物超導體是無機超導體,它們都是層狀結構,屬二維超導。而AxC60則是有機超導體,它們是球狀結構,屬三維超導。因此AxC60這類超導體是很有發展前途的超導材料。

⑥ 超導體是怎麼發現的呢

超導體的發現頗為不易。一個世紀以來,超導體的研究使4位科學家先後獲諾貝爾獎。在版19世紀,物理學家便已發權現純金屬導體的電阻率隨著溫度的降低而變小。1911年荷蘭萊頓大學實驗物理學教授卡麥林·昂尼斯發現汞的電阻在接近絕對零度(零下273攝氏度)的低溫時急劇下降以至完全消失,他在1913年發表的一篇論文中首次用到「超導電性」一詞。由於這一成就,昂內斯獲得1913年諾貝爾物理學獎。

1933年,德國物理學家邁斯納等人又發現,超導材料的溫度低於臨界溫度而進入超導態之後,其體內的磁感應強度總是零。這種現象因它的發現者而得名「邁斯納效應」。1962年英國劍橋大學研究生約瑟夫森提出,夾有薄絕緣層的兩塊超導體之間,即使不加電壓也可通過一定數值的直流隧道電流。這一現象稱為「約瑟夫森效應」。他因這一發現獲得1973年度諾貝爾物理獎。

1986年,德國物理學家柏諾茲和瑞士物理學家繆勒發現一種氧化物材料,其超導轉變溫度比以往的超導材料高出12攝氏度。這一發現是超導研究的重大突破,柏諾茲和繆勒也因此獲1987年諾貝爾物理獎。

⑦ 發現石墨烯常溫超導的曹原會成為國內第一個獲得諾貝爾物理學獎的科學家嗎

《自然》連刊兩文報道石墨烯超導重大發現,值得關注的是,本次兩篇Nature論文的第一作者、麻省理工學院博士生曹原來自中國。2018年12月18日,曹原登上《自然》年度科學人物榜首。曹原,男,1996年出生,籍貫是四川成都,美國麻省理工學院博士生。在《自然》上以第一作者身份發表論文的最年輕中國學者。


發現石墨烯的兩人團體也獲得過諾貝爾獎,由於這種材料的超強性能,被人不斷給予新期待,有人拿它做過超導實驗,不過沒什麼進展,而曹源這次的成果就是發現了石墨烯在電子導通和不導通兩種狀態下的轉換,而這個如果能形成一種理論,那麼這個臨界點怎麼形成的,別的材料能不能,如果能也需要什麼條件,如果他和他的導師能總結給出一個理論,諾貝爾獎都蓋不住他的光芒。

⑧ 超導體是怎麼被發現的呢

超導體的發現頗為不易。一個世紀以來,超導體的研究使4位科學家先後獲諾內貝爾獎。在容19世紀,物理學家便已發現純金屬導體的電阻率隨著溫度的降低而變小。1911年荷蘭萊頓大學實驗物理學教授卡麥林•昂尼斯發現汞的電阻在接近絕對零度(零下273攝氏度)的低溫時急劇下降以至完全消失,他在1913年發表的一篇論文中首次用到「超導電性」一詞。由於這一成就,昂內斯獲得1913年諾貝爾物理學獎。

⑨ 幾幾年什麼國的物理學家在哪首先發現了超導體

1911年,荷蘭科學家卡末林—昂內斯((Heike Kamerlingh-Onnes)用液氦冷卻汞,當溫度下降到4.2K時,水銀的電阻完全消失,這種現象稱為超導電性,此溫度稱為臨界溫度。根據臨界溫度的不同,超導材料可以被分為:高溫超導材料和低溫超導材料[1]。但這里所說的「高溫」,其實仍然是遠低於冰點攝氏0攝氏度的,對一般人來說算是極低的溫度。1933年,邁斯納和奧克森菲爾德兩位科學家發現,如果把超導體放在磁場中冷卻,則在材料電阻消失的同時,磁感應線將從超導體中排出,不能通過超導體,這種現象稱為抗磁性。經過科學家們的努力,超導材料的磁電障礙已被跨越,下一個難關是突破溫度障礙,即尋求高溫超導材料。
1973年,發現超導合金――鈮鍺合金,其臨界超導溫度為23.2K,這一記錄保持了近13年。
1986年,設在瑞士蘇黎世的美國IBM公司的研究中心報道了一種氧化物(鑭鋇銅氧化物)具有35K的高溫超導性。此後,科學家們幾乎每隔幾天,就有新的研究成果出現。
1986年,美國貝爾實驗室研究的超導材料,其臨界超導溫度達到40K,液氫的「溫度壁壘」(40K)被跨越。
1987年,美國華裔科學家朱經武以及中國科學家趙忠賢相繼在釔-鋇-銅-氧系材料上把臨界超導溫度提高到90K以上,液氮的「溫度壁壘」(77K)也被突破了。1987年底,鉈-鋇-鈣-銅-氧系材料又把臨界超導溫度的記錄提高到125K。從1986-1987年的短短一年多的時間里,臨界超導溫度提高了近100K。
來自德國、法國和俄羅斯的科學家利用中子散射技術,在高溫超導體的一個成員單銅氧層Tl2Ba2CuO6+δ中觀察到了所謂的磁共振模式,進一步證實了這種模式在高溫超導體中存在的一般性。該發現有助於對銅氧化物超導體機制的研究。
高溫超導體具有更高的超導轉變溫度(通常高於氮氣液化的溫度),有利於超導現象在工業界的廣泛利用。高溫超導體的發現迄今已有16年,而對其不同於常規超導體的許多特點及其微觀機制的研究,卻仍處於相當「初級」的階段。這一點不僅反映在沒有一個單一的理論能夠完全描述和解釋高溫超導體的特性,更反映在缺乏統一的、在各個不同體繫上普遍存在的「本徵」實驗現象。本期Science所報道的結果意味著中子散射領域里一個長期存在的困惑很有可能得到解決。
早在1991年,法國物理學家利用中子散射技術在雙銅氧層YBa2Cu3O6+δ超導體單晶中發現了一個微弱的磁性信號。隨後的實驗證明,這種信號僅在超導體處於超導狀態時才顯著增強並被稱為磁共振模式。這個發現表明電子的自旋以某種合作的方式產生一種集體的有序運動,而這是常規超導體所不具有的。這種集體運動有可能參與了電子的配對,並對超導機制負責,其作用類似於常規超導體內引起電子配對的晶格振動。但是,在另一個超導體La2-xSrxCuO4+δ(單銅氧層)中,卻無法觀察到同樣的現象。這使物理學家懷疑這種磁共振模式並非銅氧化物超導體的普遍現象。1999年,在Bi2Sr2CaCu2O8+δ單晶上也觀察到了這種磁共振信號。但由於Bi2Sr2CaCu2O8+δ與YBa2Cu3O6+δ一樣,也具有雙銅氧層結構,關於磁共振模式是雙銅氧層的特殊表徵還是「普遍」現象的困惑並未得到徹底解決。
理想的候選者應該是典型的高溫超導晶體,結構盡可能簡單,只具有單銅氧層。困難在於,由於中子與物質的相互作用很弱,只有足夠大的晶體才可能進行中子散射實驗。隨著中子散射技術的成熟,對晶體尺寸的要求已降低到0.1厘米3的量級。晶體生長技術的進步,也使Tl2Ba2CuO6+δ單晶體的尺寸進入毫米量級,而它正是一個理想的候選者。科學家把300個毫米量級的Tl2Ba2CuO6+δ單晶以同一標准按晶體學取向排列在一起,構成一個「人造」單晶,「提前」達到了中子散射的要求。經過近兩個月散射譜的搜集與反復驗證,終於以確鑿的實驗數據顯示在這樣一個近乎理想的高溫超導單晶上也存在磁共振模式。這一結果說明磁共振模式是高溫超導的一個普遍現象。而La2-xSrxCuO4+δ體繫上磁共振模式的缺席只是「普遍」現象的例外,這可能與其結構的特殊性有關。
關於磁共振模式及其與電子間相互作用的理論和實驗研究一直是高溫超導領域的熱點之一,上述結果將引起許多物理學家的關注與興趣。
20世紀80年代是超導電性的探索與研究的黃金年代。1981年合成了有機超導體,1986年繆勒和柏諾茲發現了一種成分為鋇、鑭、銅、氧的陶瓷性金屬氧化物LaBaCuO4,其臨界溫度約為35K。由於陶瓷性金屬氧化物通常是絕緣物質,因此這個發現的意義非常重大,繆勒和柏諾茲因此而榮獲了1987年度諾貝爾物理學獎。
1987年在超導材料的探索中又有新的突破,美國休斯頓大學物理學家朱經武小組與中國科學院物理研究所趙忠賢等人先後研製成臨界溫度約為90K的超導材料YBCO(釔鉍銅氧)。
1988年初日本研製成臨界溫度達110K的Bi-Sr-Ca-Cu-O超導體。至此,人類終於實現了液氮溫區超導體的夢想,實現了科學史上的重大突破。這類超導體由於其臨界溫度在液氮溫度(77K)以上,因此被稱為高溫超導體。
自從高溫超導材料發現以後,一陣超導熱席捲了全球。科學家還發現鉈系化合物超導材料的臨界溫度可達125K,汞系化合物超導材料的臨界溫度則高達135K。如果將汞置於高壓條件下,其臨界溫度將能達到難以置信的164K。
1997年,研究人員發現,金銦合金在接近絕對零度時既是超導體同時也是磁體。1999年科學家發現釕銅化合物在45K時具有超導電性。由於該化合物獨特的晶體結構,它在計算機數據存儲中的應用潛力將是非常巨大的。
自2007年12月開始,中國科學院物理研究所的陳根富博士已投入到鑭氧鐵砷非摻雜單晶體的制備中。今年2月18日,日本東京工業大學的細野秀雄教授和他的合作者在《美國化學會志》上發表了一篇兩頁的文章,指出氟摻雜鑭氧鐵砷化合物在零下247.15攝氏度時即具有超導電性。在長期研究中保持著跨界關注習慣的陳根富和王楠林研究員立即捕捉到了這一消息的價值,王楠林小組迅速轉向製作摻雜樣品,他們在一周內實現了超導並測量了基本物理性質。
幾乎與此同時,物理所聞海虎研究組通過在鑭氧鐵砷材料中用二價金屬鍶替換三價的鑭,發現有臨界溫度為零下248.15攝氏度以上的超導電性。
3月25日和3月26日,中國科學技術大學陳仙輝組和物理所王楠林組分別獨立發現臨界溫度超過零下233.15攝氏度的超導體,突破麥克米蘭極限,證實為非傳統超導。
3月29日,中國科學院院士、物理所研究員趙忠賢領導的小組通過氟摻雜的鐠氧鐵砷化合物的超導臨界溫度可達零下221.15攝氏度,4月初該小組又發現無氟缺氧釤氧鐵砷化合物在壓力環境下合成超導臨界溫度可進一步提升至零下218.15攝氏度。
為了證實(超導體)電阻為零,科學家將一個鉛制的圓環,放入溫度低於Tc=7.2K的空間,利用電磁感應使環內激發起感應電流。結果發現,環內電流能持續下去,從1954年3月16日始,到1956年9月5日止,在兩年半的時間內的電流一直沒有衰減,這說明圓環內的電能沒有損失,當溫度升到高於Tc時,圓環由超導狀態變正常態,材料的電阻驟然增大,感應電流立刻消失,這就是著名的昂尼斯持久電流實驗。
[編輯本段]超導技術談
1911年,荷蘭萊頓大學的卡茂林-昂尼斯意外地發現,將汞冷卻到-268.98℃時,汞的電阻突然消失;後來他又發現許多金屬和合金都具有與上述汞相類似的低溫下失去電阻的特性,由於它的特殊導電性能,卡茂林-昂尼斯稱之為超導態。卡茂林由於他的這一發現獲得了1913年諾貝爾獎。
這一發現引起了世界范圍內的震動。在他之後,人們開始把處於超導狀態的導體稱之為「超導體」。超導體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失,被稱作零電阻效應。導體沒有了電阻,電流流經超導體時就不發生熱損耗,電流可以毫無阻力地在導線中流大的電流,從而產生超強磁場。
1933年,荷蘭的邁斯納和奧森菲爾德共同發現了超導體的另一個極為重要的性質,當金屬處在超導狀態時,這一超導體內的磁感興強度為零,卻把原來存在於體內的磁場排擠出去。對單晶錫球進行實驗發現:錫球過渡到超導態時,錫球周圍的磁場突然發生變化,磁力線似乎一下子被排斥到超導體之外去了,人們將這種現象稱之為「邁斯納效應」。
後來人們還做過這樣一個實驗:在一個淺平的錫盤中,放入一個體積很小但磁性很強的永久磁體,然後把溫度降低,使錫盤出現超導性,這時可以看到,小磁鐵竟然離開錫盤表面,慢慢地飄起,懸空不動。
邁斯納效應有著重要的意義,它可以用來判別物質是否具有超性。
為了使超導材料有實用性,人們開始了探索高溫超導的歷程,從1911年至1986年,超導溫度由水銀的4.2K提高到23.22K(絕對零度代號為 K = -273℃)。86年1月發現鋇鑭銅氧化物超導溫度是30度,12月30日,又將這一紀錄刷新為40.2K,87年1月升至43K,不久又升至46K和53K,2月15日發現了98K超導體,很快又發現了14℃下存在超導跡象,高溫超導體取得了巨大突破,使超導技術走向大規模應用。
超導材料和超導技術有著廣闊的應用前景。超導現象中的邁斯納效應使人們可以到用此原理製造超導列車和超導船,由於這些交通工具將在無摩擦狀態下運行,這將大大提高它們的速度和安靜性能。超導列車已於70年代成功地進行了載人可行性試驗,1987年開始,日本國開始試運行,但經常出現失效現象,出現這種現象可能是由於高速行駛產生的顛簸造成的。超導船已於1992年1月27日下水試航,目前尚未進入實用化階段。利用超導材料製造交通工具在技術上還存在一定的障礙,但它勢必會引發交通工具革命的一次浪潮。
超導材料的零電阻特性可以用來輸電和製造大型磁體。超高壓輸電會有很大的損耗,而利用超導體則可最大限度地降低損耗,但由於臨界溫度較高的超導體還未進入實用階段,從而限制了超導輸電的採用。隨著技術的發展,新超導材料的不斷涌現,超導輸電的希望能在不久的將來得以實現。
現有的高溫超導體還處於必須用液態氮來冷卻的狀態,但它仍舊被認為是20世紀最偉大的發現之一。

⑩ 誰發現超導現象

某些金屬、合金和化合物,在溫度降到某一特定溫度時,它們的電阻率突然減小到無法測量的現象叫做超導現象,能夠發生超導現象的物質叫做超導體。

今天的人們對於超導現象和超導體已經不再陌生了,然而在差不多一個世紀之前,這還是一個謎。而這個謎在1882年由萊頓大學物理學教授和物理實驗室負責——29歲的昂內斯揭開了。

當時物理學這門學科正處在一個轉變的時代,人們越來越重視物理實驗。昂內斯在擔任萊頓大學物理實驗室負責人後,就決定把研究低溫物理作為科研的主攻方向。他經過20多年的努力,終於研究出了液化氫。2年後,他又成功地液化了氦,為在液氦溫度下研究物質的性質創造了條件。

金屬的電阻問題是昂內斯的另一個重要研究課題。

當時,對金屬的電阻在絕對零度附近的條件下如何變化有不同的說法,昂內斯最初相信,隨著溫度的降低,金屬的電阻在達到一個極小值後,會由於電子凝聚到金屬原子上而變成無限大。

後來的實驗改變了他的這個想法,轉而認為純鉑的電阻應在液氦溫度下消失。為了檢驗他的看法,他選擇了汞作為實驗對象,因為汞比其他金屬容易提純。

他把汞冷卻到-40℃時,亮晶晶的液體汞像「結冰」一樣變成了固體。然後,他把汞拉成細絲,並繼續降低溫度,同時測量不同溫度下固體汞的電阻。當他把溫度降到絕對零度時,一個奇怪的現象出現了,即汞的電阻突然變成了零。

這個奇怪現象不僅令昂內斯感到意外,而且轟動了物理學界。後來科學家把這個現象叫超導現象,把這種條件下電阻等於零的材料叫超導材料。

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