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1、超超导材材料料第三章第三章1高级教育2高级教育3-1超超导现象的象的发现荷荷兰物理学家物理学家KammerlinghOnnes（1853-1926）1895：空气被液化：空气被液化-192（81K）1898：氢气被液化气被液化-253（20K）1908：氦气被液化：氦气被液化-268.9（4.25K）“绝对零度先生绝对零度先生”极低温下极低温下电阻的可能阻的可能变化化3高级教育“Mercuryhaspassedintoanewstate，whichonaccountofitsextraordinaryelectricalpropertiesmaybecalledthesuperconducti
2、vestate.”水银电阻随温度的变化水银电阻随温度的变化Hg在在4.2K时，电阻完全消失！阻完全消失！4高级教育超超导电性性：低温下失去：低温下失去电阻的性阻的性质；超超导体体：具有超：具有超导电性的物性的物质。临界温度（界温度（Tc）：电阻消失阻消失时的温度，即从正常的温度，即从正常态转变为超超导态时的温度；的温度；超超导态：超：超导体在超低温下体在超低温下电阻阻为零的状零的状态；正常正常态：当温度：当温度较高，高，电阻不阻不为零的状零的状态。几个概念：几个概念：5高级教育1986年：年：LaBaCuO（铜氧化物超氧化物超导体）；体）；Tc达达35K；3-2超超导材料的材料的发展展历史史超
3、导体发展简史超导体发展简史液氢温度液氢温度（20K）液氮温度（液氮温度（77K）1987年：年：YBaCuO；Tc为92K，进入液氮温区；入液氮温区；1993年：年：HgBaCaCuO；Tc为135K（高（高压下下163K）；）；6高级教育l铁基超基超导体体LaO1-xFxFeAs：26K；SmO1-xFxFeAs：43K；PrO1-xFxFeAs：52K 新型超导体新型超导体1.电荷荷转移复合物：最高移复合物：最高Tc为12.5K；l有机超有机超导体体lMgB240K2.掺杂C60：钾掺杂18K；铷掺杂28K；铯铷掺杂33K；氯仿和溴仿仿和溴仿结合合C60117K；4.掺杂了了钾和和铷的菲：
4、的菲：5K3.氧化聚丙氧化聚丙烯：300K700K；7高级教育3-3超超导体的两个基本体的两个基本电磁特性磁特性电流在超流在超导体中一旦形成，便能体中一旦形成，便能经久不衰的持久不衰的持续下去，而无需下去，而无需电场的作用。的作用。Perfect conductor电阻电阻温度温度：起始转变温度：起始转变温度：中点温度：中点温度：零电阻温度：零电阻温度1.零零电阻效阻效应8高级教育2.完全抗磁性（完全抗磁性（迈斯斯纳效效应）l当超当超导体体处于超于超导态时，若周，若周围存在着磁存在着磁场H，在超，在超导体表面会感生出屏蔽体表面会感生出屏蔽电流，流，从而从而产生一个恰好能抵消外磁生一个恰好能抵消
5、外磁场的附加磁的附加磁场，使外磁，使外磁场完全不能完全不能进入超入超导体内部，体内部，这种完全抗磁性又称种完全抗磁性又称迈斯斯纳效效应。HHa asl 迈斯纳效应迈斯纳效应和和零电阻现象零电阻现象是实验上判定一个材料是否为超导体的两大要素。是实验上判定一个材料是否为超导体的两大要素。 B=0l 超导体的定义：具有在一定的低温下呈现出电阻等于零及排斥磁力线性质的材料。超导体的定义：具有在一定的低温下呈现出电阻等于零及排斥磁力线性质的材料。9高级教育2.1穿透深度穿透深度B0 穿透深度穿透深度约为10-510-6cm。l 在外磁场中的超导体，从体外到超导体内，磁感应强度不会突然降为零，而是在外磁场
6、中的超导体，从体外到超导体内，磁感应强度不会突然降为零，而是 逐渐减小为零逐渐减小为零：XOBl磁磁场强强度降度降为B0/e处距离超距离超导体表面距离，称体表面距离，称为穿透深度穿透深度，通常用，通常用 表示；表示；在在X 区区间：认为磁感磁感应强强度衰减到零；在度衰减到零；在0X 区域，磁力区域，磁力线不能穿不能穿过，因此，因此电流不能由流不能由超超导体内通体内通过，只能在表面穿透深度只能在表面穿透深度 的范的范围内内流流动；l对于于块材：材：穿透深度远小于样品的尺寸，穿透深度远小于样品的尺寸，可以忽略磁通的穿透，看成是完全可以忽略磁通的穿透，看成是完全抗磁性的；抗磁性的；l穿透深度又定穿透
7、深度又定义为：超：超导体中体中电流流流流动的表面的表面层厚度。厚度。l对于粉末或者薄膜：于粉末或者薄膜：磁通量的穿透磁通量的穿透变得非常重要，得非常重要，样品内有明品内有明显的磁通密度的磁通密度分布，需要分布，需要单独独进行研究。行研究。元素元素InSaHgPbTlCdAl 0（cm10-6）6.45.13.8-4.63.99.213.05.011高级教育1）穿透深度）穿透深度紧密的依密的依赖于于温度温度的的变化：化：Sn的穿透深度随温度的的穿透深度随温度的变化化l影响穿透深度的因素影响穿透深度的因素温度温度远低于低于Tc： 几乎与几乎与温度无关，不同材料具有不用温度无关，不同材料具有不用 0
8、值；温度高于温度高于0.8Tc：穿透深度：穿透深度 迅速增加；迅速增加；温度接近温度接近Tc：穿透深度：穿透深度 趋于无于无穷大。大。12高级教育穿透深度穿透深度 随温度随温度T的的变化，常用如下的化，常用如下的经验公式：公式： 0：材料在：材料在绝对零度零度时的穿透深度；的穿透深度；t：温度：温度T与与临界温度界温度Tc的比的比值，即，即。2）穿透深度）穿透深度 还与与材料的材料的纯度度及及外加磁外加磁场有关：超有关：超导体的非局域理体的非局域理论。13高级教育磁悬浮磁悬浮NS2.2迈斯斯纳效效应的的应用用省能源、低噪音、高时速；省能源、低噪音、高时速；1999年，日本研制的超年，日本研制的
9、超导磁磁悬浮列浮列车时速已达速已达552公里公里，创世界世界铁路路时速最速最高高记录。14高级教育1.临界温度界温度Tc3-4超超导的三个的三个临界条件界条件l超超导转变温度温度Tc，超，超导体体最重要的参数之一最重要的参数之一，提高，提高Tc是超是超导研究最主要的目研究最主要的目标；l常用的超常用的超导体体Tc的的测量方法：量方法：1）测量量电阻（阻（R）随温度（）随温度（T）的）的变化：化：R-T曲曲线；2）测量磁化率（量磁化率（x）随温度（）随温度（T）的）的变化：化：x-T曲曲线；l加加压可以提高超可以提高超导体的体的临界温度：界温度：HgBaCaCuO的的Tc为135K，加，加压后后
10、变为163K。零电阻效应零电阻效应迈斯纳效应迈斯纳效应15高级教育2.临界磁界磁场强强度度Hcl在小于在小于Tc的一定温度下，外加磁的一定温度下，外加磁场强强度大于某一特定度大于某一特定值Hc时，超，超导体的体的超超导态被破坏，被破坏，转变为正常正常态，Hc被称被称为临界磁界磁场强强度度。l临界磁界磁场是温度的函数，是温度的函数，记为Hc（T） ；不同的超不同的超导体，它体，它们的的Hc（T）曲曲线尽管有差异，但都非常相似：尽管有差异，但都非常相似：T=0K：Hc最大；最大；T=Tc：Hc=0;0TTc：Hc（T）随温度升高而减小。随温度升高而减小。16高级教育Hc(0)：0K时的的临界磁界磁
11、场，超，超导体任何温度下的体任何温度下的临界磁界磁场可以由可以由Hc(0)和和Tc确定。确定。Hc（T）曲曲线都可以近似的表示都可以近似的表示为： （1特斯拉特斯拉=104奥斯特奥斯特)元素元素PbInAlZnCdHc(0),(Oe)80329399523017高级教育l 超导体的相图超导体的相图l临界温度界温度Tc和和临界磁界磁场Hc是超是超导体的体的本征参数本征参数，只跟材料的只跟材料的电子子结构构有关。有关。超导态超导态正常态正常态18高级教育l超超导体分体分为两两类：第一类超导体和第二类超导体；第一类超导体和第二类超导体；第一第一类超超导体（体（软超超导体）：体）：只有只有一个一个临界
12、磁界磁场Hc，除除铌、钒、锝以外的元素超以外的元素超导体，主要用于固体物理和超体，主要用于固体物理和超导理理论研究。研究。第二第二类超超导体（硬超体（硬超导体）：体）：存在存在两个两个临界磁界磁场，下，下临界磁界磁场Hc1和上和上临界磁界磁场Hc2， 铌、钒、锝及合金、化合物和高温超及合金、化合物和高温超导体，具有体，具有实用价用价值。 HHc1：第二第二类超超导体也表体也表现出完全抗磁性；出完全抗磁性；Superconductor19高级教育Hc1HHc2：l 随着外磁场的增加，圆柱形正常区的面积并不扩大，只是数目增加，即贯穿随着外磁场的增加，圆柱形正常区的面积并不扩大，只是数目增加，即贯穿
13、 的磁力线数增加。的磁力线数增加。l 处于混合态的第二类超导体处于混合态的第二类超导体仍具有抗磁性仍具有抗磁性（不完全），电阻仍为零；（不完全），电阻仍为零；Superconductor进入超导体的磁力线数增多到使进入超导体的磁力线数增多到使圆柱形区域彼此接触，超导区消失圆柱形区域彼此接触，超导区消失，材料转变，材料转变为正常态。为正常态。21高级教育THTc超导体超导体正常金属正常金属混合态混合态Hc2Hc1Hc1下下临界磁界磁场：超：超导体内出体内出现第一根磁通第一根磁通线时的外加磁的外加磁场的大小；的大小；Hc2 上上临界磁界磁场：超：超导体完全体完全变为正常正常态时的外加磁的外加磁场的
14、大小。的大小。第二类超导体相图第二类超导体相图22高级教育3.临界界电流密度流密度Jcl处于超于超导态的超的超导体，通体，通过其中的其中的电流超流超过一定一定值Ic时，超，超导态将被破坏，将被破坏，变成具有成具有电阻的正常阻的正常导体，体，这一定一定值Ic就称就称为超超导体的体的临界界电流流。0HcIcl西耳西耳斯斯比定比定则：在无外加磁：在无外加磁场时，临界界电流流Ic在超在超导体表面体表面产生的磁生的磁场恰好等于恰好等于临界磁界磁场Hc ；临界界电流密度流密度Jc=临界界电流流Ic/超超导体流通截面体流通截面积。第二类超导体不遵守西耳斯比定则第二类超导体不遵守西耳斯比定则。23高级教育l
15、第二类超导体的临界电流是由于超导体内第二类超导体的临界电流是由于超导体内作用在磁通线上的洛伦兹力超过了作用在磁通线上的洛伦兹力超过了 钉扎力钉扎力，磁通线开始运动，使样品变成有阻的正常态。，磁通线开始运动，使样品变成有阻的正常态。CurrentHIFLH1）第二）第二类超超导体中的洛体中的洛伦兹力力24高级教育l 第二类超导体的临界电流是由于超导体内第二类超导体的临界电流是由于超导体内作用在磁通线上的洛伦兹力超过了作用在磁通线上的洛伦兹力超过了 钉扎力钉扎力，磁通线开始运动，使样品变成有阻的正常态。，磁通线开始运动，使样品变成有阻的正常态。CurrentH1）第二）第二类超超导体中的洛体中的洛
16、伦兹力力25高级教育l 第二类超导体的临界电流是由于超导体内第二类超导体的临界电流是由于超导体内作用在磁通线上的洛伦兹力超过了作用在磁通线上的洛伦兹力超过了 钉扎力钉扎力，磁通线开始运动，使样品变成有阻的正常态。，磁通线开始运动，使样品变成有阻的正常态。CurrentH1）第二）第二类超超导体中的洛体中的洛伦兹力力26高级教育2）第二）第二类超超导体中的体中的钉扎作用扎作用l钉扎作用可以有效的提高扎作用可以有效的提高临界界电流密度流密度Jc，在第二，在第二类超超导体中体中产生晶格缺陷或生晶格缺陷或掺入入杂质：l内部存在缺陷的第二类超导体，称为内部存在缺陷的第二类超导体，称为非理想的第二类超导体
17、非理想的第二类超导体； 在非理想的第二类超导体中，在非理想的第二类超导体中，晶格缺陷或杂质会阻碍磁力线运动的作用晶格缺陷或杂质会阻碍磁力线运动的作用， 称为称为钉扎作用钉扎作用。用各种粒子（中子或各种离子）用各种粒子（中子或各种离子）辐照高温超照高温超导体后，其体后，其Jc可提高两个数量可提高两个数量级；工工业生生产的的NbTi线，临界界电流密度流密度210-410-5A/cm2，一根没有缺陷的，一根没有缺陷的NbTi线，临界界电流密度几乎流密度几乎为零。零。27高级教育l临界界电流常用流常用测量方法：量方法：l 临界电流是温度和磁场的函数临界电流是温度和磁场的函数，谈到材料的临界电流时，必须
18、指明磁场和温度；，谈到材料的临界电流时，必须指明磁场和温度； 对于第二类超导体，临界电流对于第二类超导体，临界电流与材料的显微结构有着密切关系与材料的显微结构有着密切关系。1）增加通过超导体的电流，测量样品的电阻，增加通过超导体的电流，测量样品的电阻，电阻从零突变为有限值时的电流电阻从零突变为有限值时的电流 即为临界电流。即为临界电流。2）增加通）增加通过超超导体的体的电流，流，测量每厘米量每厘米样品品长度上的度上的电压，当当电压为1V时的的电流流即即为临界界电流。流。28高级教育超导态的临界参数超导态的临界参数l临界温度界温度、临界磁界磁场和和临界界电流密度流密度之之间相互关相互关联；只有当
19、温度、磁；只有当温度、磁场和和电流都小于流都小于临界界值时，才能出，才能出现超超导现象；象；l实用超用超导材料，要求材料，要求这三个参数越高越好。三个参数越高越好。29高级教育3-5超超导体的体的BCS理理论巴丁巴丁(Bardeen)库珀珀(Cooper)施瑞弗（施瑞弗（Schrieffer）1957年，美国物理学家巴丁、年，美国物理学家巴丁、库珀和施瑞弗提出了超珀和施瑞弗提出了超导的微的微观理理论：BCS理理论；三人三人获得得1972年年诺贝尔尔物理学物理学奖。30高级教育1）超导相变前后超导相变前后晶体结构不变晶体结构不变- 超超导相相变是是电子子态相相变超超导相相变不影响晶格点不影响晶格
20、点阵的的结构和晶格振构和晶格振动，超超导体体发生正常生正常态超超导态相相变前后，前后，晶格晶格结构不构不发生生变化化。1.建立建立BCS理理论的的实验基基础Tl2Ba2Ca2Cu3O10在在150K、13K的中子粉末衍射的中子粉末衍射谱，Tc约为125K。但但这并不表示超并不表示超导相相变与晶体点与晶体点阵结构和振构和振动无关无关!31高级教育2）电子比子比热跃迁迁超超导态存在能隙存在能隙l超超导电子比子比热的指数的指数规律与存在能隙的律与存在能隙的单电子体系比子体系比热很很类似，似，揭示揭示超超导态存在能隙存在能隙，称，称为超超导能隙能隙，记作作。存在能隙的存在能隙的单电子体系：单电子体系：
21、正常态电子：正常态电子：超导态电子：超导态电子：T=Tc时，电子比子比热发生陡生陡变l一个一个电子从正常子从正常态进入超入超导态，能量降低了，能量降低了，体系能量下降，体系能量下降，正常态正常态超导态超导态 e说明明电子之子之间存在存在相互吸引作用相互吸引作用。32高级教育lHg等超等超导体的同位素的体的同位素的临界温度界温度Tc与与同位素同位素质量量M之之间满足：足：3）同位素效同位素效应l 同位素效同位素效应表明，晶格振表明，晶格振动对超超导态电子的行子的行为有重要影响，有重要影响， 电子子 声子相互作用起决定性作用。声子相互作用起决定性作用。金属金属PbHgSnTiCdZn0.480.0
22、10.500.030.470.020.500.100.500.100.450.01M-1/2：同位素效：同位素效应系数。系数。l同一种超同一种超导元素的各种同位素的元素的各种同位素的临界温度界温度与同位素的原子与同位素的原子质量有关；量有关；33高级教育2.电子子对的形成的形成l电子子-声子相互作用把两个声子相互作用把两个电子耦合在一起形成子耦合在一起形成电子子对，这种耦合就像两个种耦合就像两个电子之子之间相互吸引一相互吸引一样，电子电子-声子相互作用越强声子相互作用越强，电子对间的吸引力就越大；，电子对间的吸引力就越大；+e1+e2+e1e2通过电子通过电子 声子相互作用形成电子对声子相互作
23、用形成电子对lCooper首先首先证明明费米面附近的米面附近的电子子通通过电-声相互作用声相互作用结合成合成电子子对，因此，因此超超导体中体中电子子对也称也称Cooper对。34高级教育l关于关于Cooper电子子对的的说明：明：1）（）（p ，-p ）电子子对：配配对的的电子子自旋相反自旋相反，且具有，且具有大小相等大小相等，方向相反的方向相反的动量量。Cooper对2）相干）相干长度度两个两个电子不会在相距子不会在相距过远的地方的地方发生配生配对，这个距离的极限称个距离的极限称为相干相干长度度；纯金属的相干金属的相干长度度为1m m的数量的数量级；如在金属中；如在金属中掺入入杂质，相干，相
24、干长度度变短。短。35高级教育几种物质在几种物质在0K下的超导相干长度下的超导相干长度 36高级教育3）超超导电子子对不能互相独立的运不能互相独立的运动，它，它们通通过动量彼此关量彼此关联，成，成为有序的集体有序的集体；因此超因此超导电子子对在运在运动时，不像正常，不像正常电子那子那样，会被晶体缺陷和声子散射而，会被晶体缺陷和声子散射而产生生电阻，呈阻，呈现电阻消失的阻消失的现象。象。4）超超导电子子对的束的束缚能能为2，这是破坏是破坏电子子对所需的最小能量；温度越高，所需的最小能量；温度越高，被破坏的被破坏的电子子对越多，越多，电子子对被完全破坏被完全破坏时对应的温度即超的温度即超导临界温度
25、界温度。Schrieffer将将电子子对的物理的物理图像和当像和当时流行的舞蹈流行的舞蹈Frug作了作了类比，在比，在这种种舞蹈中跳舞者在舞池中相互分离，中舞蹈中跳舞者在舞池中相互分离，中间隔了隔了许多其它人，但是他多其它人，但是他们始始终是一是一对。37高级教育3.BCS理理论超导电性源于固体中超导电性源于固体中电子的配对电子的配对；电子配对的相互作用源于电子配对的相互作用源于电子和晶格振动间的相互作用电子和晶格振动间的相互作用；配对发生在自选相反，总动量为零的两个电子之间。配对发生在自选相反，总动量为零的两个电子之间。lBCS理理论预言，言，超超导临界温度的极限是界温度的极限是30K；BC
26、S理理论不适用于高温不适用于高温超超导体和第二体和第二类超超导体；体；l随着超随着超导电性研究的深入和超性研究的深入和超导材料的材料的发展，展，BCS理理论表表现出越来越出越来越多的不足。多的不足。38高级教育3-6约瑟夫瑟夫逊效效应1.单电子的量子隧道效子的量子隧道效应：由于微由于微观粒子具有粒子和波粒子具有粒子和波动二象性，即使粒子的二象性，即使粒子的动能小于能小于势垒高度高度V0，仍然有一定的机会仍然有一定的机会贯穿穿势垒到达另一到达另一侧。39高级教育超导电子对超导电子对超导电子对超导电子对 势垒势垒势垒势垒约瑟夫逊约瑟夫逊2.电子子对的隧道效的隧道效应当两当两块超超导体体夹着着一一层
27、很薄（很薄（13nm）的）的绝缘层时，超，超导电子子对可以穿可以穿过中中间的的绝缘层，出，出现电子子对隧道效隧道效应，称，称为约瑟夫瑟夫逊效效应。40高级教育超导体超导体超导体超导体绝绝缘缘层层Ic电子对电子对约瑟夫瑟夫逊（SIS）结IIIc：SIS结超超导态被破坏，被破坏，结上出上出现有限的有限的电压。41高级教育4.约瑟夫瑟夫逊效效应的的应用用l最理想的最理想的约瑟夫瑟夫逊结是是SIS结，由于高温超，由于高温超导体的体的相干相干长度太短度太短，要求中，要求中间绝缘层的厚度不能超的厚度不能超过2nm，在制在制备技技术上上难以以实现，因此到目前，因此到目前为止，世界上止，世界上还没有做出没有做
28、出SIS结；超导体超导体超导体超导体绝绝缘缘层层SIS结l如果把中如果把中间的的绝缘层换成金属（成金属（N）做成）做成SNS结，电子子对更容易隧穿，更容易隧穿，金属金属层可以做到几十到几百可以做到几十到几百纳米米，现在在实用的是用的是SNS结。SNS结超导体超导体超导体超导体金金属属层层42高级教育l弱磁探弱磁探测心脏磁图的测量心脏磁图的测量超导磁力仪超导磁力仪约瑟夫瑟夫逊结可做成可做成超超导量子干涉器量子干涉器（SQUID），用于探），用于探测微弱磁微弱磁场，灵敏度，灵敏度达达10-11高斯高斯，可，可测地球磁地球磁场的十的十亿分之一：分之一：军事：事：可以可以发现深水潜艇深水潜艇；勘探：勘
29、探：可找到有价可找到有价值的的矿床和弱磁性床和弱磁性矿；医学：医学：人体心磁人体心磁(10-510-6G)，脑磁（磁（10-810-9G）等等都可以探）等等都可以探测。43高级教育超导芯片超导芯片l 超导计算机超导计算机 用一磁用一磁场可使可使约瑟夫瑟夫逊结从零从零压状状态转变为有有压状状态，约瑟夫瑟夫逊结的的这一一特性便可作成特性便可作成计算机的算机的开关元件开关元件，开关速度达，开关速度达10-12秒，比半秒，比半导体的开关速体的开关速度快度快100倍，而能耗比半倍，而能耗比半导体元件体元件约小小1000倍，倍，为制造制造亚纳秒秒电子子计算机提算机提供了途径。供了途径。44高级教育3-7高
30、温超高温超导材料材料高温超高温超导体（体（High-temperaturesuperconductor-HTS）：）：asuperconductorwithaTchigherthanthehighestvalueexpectedfromconventionalBCStheorybasedonphonon-mediatedparing.45高级教育1.高温超高温超导材料的材料的结构构l 铜氧化物超导体具有相当复杂的结构：铜氧化物超导体具有相当复杂的结构：l 晶体缺陷浓度很高。晶体缺陷浓度很高。46高级教育2.高温超高温超导材料的特殊性材料的特殊性质l载流子流子浓度度较低低，约1021/cm3；普
31、通超；普通超导体体约为1022/cm3；l相干相干长度特度特别短短，约为10-7cm；普通超；普通超导体的相干体的相干长度度约为10-4cm；l 弱同位素效应弱同位素效应，说明电，说明电-声相互作用不再是主要作用。声相互作用不再是主要作用。高温超导体除具有零电阻效应、迈斯纳效应、约瑟夫逊效应外，还呈现出高温超导体除具有零电阻效应、迈斯纳效应、约瑟夫逊效应外，还呈现出一些特殊性质：一些特殊性质：47高级教育3.高温超高温超导的机理研究的机理研究lAnderson：非声子效：非声子效应的的RVB模型模型l激子机制激子机制l电子子负中心模型中心模型l双极化子模型双极化子模型l高温超高温超导现象仍是凝
32、聚象仍是凝聚态物理中的一大未解之物理中的一大未解之谜。48高级教育3-8超超导材料的材料的应用用超导材料的应用大致可以分为三类：强电应用（大电流应用）、超导材料的应用大致可以分为三类：强电应用（大电流应用）、弱电应用（电子学应用）和抗磁性应用。弱电应用（电子学应用）和抗磁性应用。1.强强电应用（大用（大电流流应用）用）超导材料用于制作超导电线和超导变压器，可以把电力几乎无损耗地输送给用户，超导材料用于制作超导电线和超导变压器，可以把电力几乎无损耗地输送给用户，若改用超导输电，若改用超导输电，节省的电能相当于新建数十个大型发电厂节省的电能相当于新建数十个大型发电厂。 75米高温超米高温超导电缆超
33、导磁体超导磁体超导输电、发电和储能等；超导输电、发电和储能等；49高级教育核磁共振成像超导磁体核磁共振成像超导磁体 在洁净间内进行大型超导磁体的绕制在洁净间内进行大型超导磁体的绕制 1.5T西门子超导核磁共振成像系统西门子超导核磁共振成像系统50高级教育2.弱弱电应用（用（电子学子学应用）用）移移动通信用高温超通信用高温超导滤波波样机机超导计算机、超导天线、超导微波器件等；超导计算机、超导天线、超导微波器件等； 高温超导滤波器系统安装于高温超导滤波器系统安装于移动通信基站内设备的顶部移动通信基站内设备的顶部 超超导微波器件在微波器件在移移动通信中通信中的的应用：用：(1)提高了基站接收机的抗干
34、提高了基站接收机的抗干扰能力；能力；(2)可以充分利用可以充分利用频率率资源，源，扩大基站容量；大基站容量；(3)减少了减少了输入信号的入信号的损耗，提高了基站耗，提高了基站系系统的灵敏度，从而的灵敏度，从而扩大了基站的覆盖面大了基站的覆盖面积；(4)改善通改善通话质量，提高数据量，提高数据传输速度。速度。51高级教育磁磁悬浮列浮列车和和热核聚核聚变反反应堆等；堆等；3.抗磁性抗磁性应用用核聚核聚变反反应时，内部温度高达内部温度高达1亿2亿，没有任何常，没有任何常规材料可以包容材料可以包容这些物些物质；而超而超导体体产生的生的强强磁磁场可以作可以作为“磁封磁封闭体体”，将，将热核反核反应堆中的超高温等离子体堆中的超高温等离子体包包围、约束起来，然后慢慢束起来，然后慢慢释放，从而使受控核聚放，从而使受控核聚变能源成能源成为21世世纪前景广前景广阔的的新能源。新能源。52高级教育1.书上第上第1题和第和第6题。2.什么是穿透深度和相干什么是穿透深度和相干长度？度？3.简述第二述第二类超超导体的磁特性。体的磁特性。4.什么是什么是钉扎作用？它有什么扎作用？它有什么应用价用价值？5.什么是什么是约瑟夫瑟夫逊效效应？作作 业业53高级教育
