超導材料能傳輸網路信號嗎

㈠ 超導有什麼作用

1. 超導磁懸浮列車；利用超導材料的抗磁性，將超導材料放在一塊永久磁體的上方，由於磁體的磁力線不能穿過超導體，磁體和超導體之間會產生排斥力，使超導體懸浮在磁體上方。利用這種磁懸浮效應可以製作高速超導磁懸浮列車。

2. 超導發電機；在電力領域，利用超導線圈磁體可以將發電機的磁場強度提高到5萬～6萬高斯，並且幾乎沒有能量損失，這種發電機便是交流超導發電機。超導發電機的單機發電容量比常規發電機提高5～10倍，達1萬兆瓦，而體積卻減少1/2，整機重量減輕1/3，發電效率提高50%。

3. 磁流體發電機；磁流體發電機同樣離不開超導強磁體的幫助。磁流體發電，是利用高溫導電性氣體（等離子體）作導體，並高速通過磁場強度為5萬～6萬高斯的強磁場而發電。磁流體發電機的結構非常簡單，用於磁流體發電的高溫導電性氣體還可重復利用。

4. 超導輸電線路；超導材料還可以用於製作超導電線和超導變壓器，從而把電力幾乎無損耗地輸送給用戶。據統計，用銅或鋁導線輸電，約有15%的電能損耗在輸電線路上，光是在中國，每年的電力損失即達1000多億度。若改為超導輸電，節省的電能相當於新建數十個大型發電廠。

5. 磁封閉體；核聚變反應堆「磁封閉體」核聚變反應時，內部溫度高達1億～2億攝氏度，沒有任何常規材料可以包容這些物質。而超導體產生的強磁場可以作為「磁封閉體」，將熱核反應堆中的超高溫等離子體包圍、約束起來，然後慢慢釋放，從而使受控核聚變能源成為21世紀前景廣闊的新能源。

6. 費密冷凝體；科學家新近創造出一種新的物質形態，並預言它將幫助人類做出下一代超導體，以用於發電和提高火車的工作效率等多種用途。這種新的物質形態稱作「費密冷凝體」，是已知的第六種物質形態。前五種物質形態分別為氣體、固體、液體、等離子體和1995年剛剛發明的玻色一愛因斯坦冷凝體。費密子和玻色子的重大差異，體現在「自旋」這一量子力學特性上。費密子是像電子一樣的粒子，有半整數自旋（如1/2，3/2，5/2等）；而玻色子是像光子一樣的粒子，有整數自旋（如0，1，2等）。這種自旋差異使費密子和玻色子有完全不同的特性。沒有任何兩個費密子能有同樣的量子態：它們沒有相同的特性，也不能在同一時間處於同一地點；而玻色子卻能夠具有相同的特性。因此，1995年物理學家將一定數量銣和鈉原子冷卻成玻色子時，大部分原子變成了同樣的低溫量子態，實際上成為單一巨大的整體原子：玻色一愛因斯坦凝聚態。但像鉀一40或鋰一6這樣的費密子，即使在很低的溫度下，每種粒子必定也有稍微不同的特性。2003年，物理學家找到了一個克服以上障礙的方法。他們將費密子成對轉變成玻色子，兩個半整數自旋組成一個整數自旋，費密子對就起到了玻色子的作用，所有氣體突然冷凝至玻色一愛因斯坦凝聚態。奧地利英斯布瑞克大學的科學家將鋰一6原子冷卻，同時施加穩定磁場，促使費密子結合在一起；美國科羅拉多「實驗室天體物理學聯合研究所」採用的技術略有不同，他們將鉀一40原子冷卻後施加磁場，通過磁場變化讓每個原子強烈吸引附近的原子，誘發它們形成成對原子，然後凝聚成玻色一愛因斯坦凝聚態。1962年，年僅20多歲的劍橋大學實驗物理研究生約瑟夫遜在著名科學家安德森指導下研究超導體能隙性質，他提出在超導結中，電子對可以通過氧化層形成無阻的超導電流，這個現象稱作直流約瑟夫遜效應。當外加直流電壓為V時，除直流超導電流之外，還存在交流電流，這個現象稱作交流約瑟夫遜效應。將超導體放在磁場中，磁場透入氧化層，這時超導結的最大超導電流隨外磁場大小作有規律的變化。約瑟夫遜的這一重要發現為超導體中電子對運動提供了證據，使對超導現象本質的認 識更加深入。約瑟夫森效應成為微弱電磁信號探測和其他電子學應用的基礎。 70年代超導列車成功地進行了載人可行性試驗。超導列車是在車上安裝強大的超導磁體，地上安放一系列金屬環狀線圈。當車輛行進時，車上的磁體在地上的線圈中感應起相反的磁極，使兩者的斥力將車子浮出地面。車輛在電機牽引下無摩擦地前進，時速可高達500千米。 1987年3月12日中國北京大學成功地用液氮進行超導磁懸浮實驗。1987年日本鐵道綜合技術研究所的「MLU002」號磁懸浮實驗車開始試運行 1991年3月日本住友電氣工業公司展示了世界上第一個超導磁體。 1991年10月日本原子能研究所和東芝公司共同研製成核聚變堆用的新型超導線圈。該線圈電流密度達到每平方毫米40安培，為過去的3倍多，達到世界最高水準。該研究所把這個線圈大型化後提供給國際熱核聚變堆使用。這個新型磁體使用的超導材料是鈮和錫的化合物。 1992年1月27日第一艘由日本船舶和海洋基金會建造的超導船「大和」1號在日本神戶下水試航。超導船由船上的超導磁體產生強磁場，船兩側的正負電極使水中電流從船的一側向另一側流動，磁場和電流之間的洛化茲力驅動船舶高速前進。這種高速超導船直到目前尚未進入實用化階段，但實驗證明，這種船舶有可能引發船舶工業爆發一次革命，就像當年富爾頓發明輪船最後取代了帆船那樣。 1992年一個以巨型超導磁體為主的超導超級對撞機特大型設備，於美國得克薩斯州建成並投入使用，耗資超過82億美元。 1996年改進高溫超導電線的研究工作取得進展，製成了第一條地下輸電電纜。歐洲電纜巨頭皮雷利電纜公司、美國超導體公司和舊金山的電力研究所的工人，共同把6000米長的鉍、鍶、鈣、銅和氧製成的線纏繞到一根保持超導溫度的液氮的空管子上。目前國內外的研究狀況及發展趨勢強磁場實驗裝置是開展強磁場下物理實驗的最基本條件。建立20T以上的穩態強磁場裝置是復雜的涉及多學科和高難度的大型綜合性科學工程，其建設費用高，磁體裝置的運行費用也很高。正因為如此，國際上擁有20T以上的穩態磁體的強磁場實驗中心僅分布在主要的工業大國。世界上第一個強磁場實驗室於1960年建於美國的MIT。隨後，歐州的英國、荷蘭、法國和德國以及東歐和蘇聯相繼在70年代建立了強磁場實驗室。日本的強磁場實驗室建於80年代初。磁場水平由60年代的20T，提高到80年代的30T。90年代初，美國政府決定在福羅里達州建立新的國家強磁場實驗室,日本在築波建立了新的強磁場實驗室,強場磁體技術有了長足的進步和發展，穩態磁場水平可望達到40-50T。伴隨著強磁場實驗室的建立，強磁場下的物理研究也在不斷深入。量子霍爾效應的發現得到了1985年諾貝爾物理學獎。它是在20T穩態強磁場中研究金屬－氧化物－半導體場效應晶體管輸運過程時觀測到的。21世界以來，有關強磁場下物理工作的文章對每個強磁場實驗室來說平均每年都在上百篇，其中有很多重要的科學發現。發展趨勢普遍是將凝聚態物理學領域中前沿的研究對象如高溫超導材料、納米材料、低維系統等同強磁場極端條件相結合加以研究。在Grenoble強磁場實驗室，半導體材料和半導體超晶格中的光電特性以及元激發及其互作用等是其主要的研究內容，而在美國、日本等強磁場實驗室，則側重在高溫超導材料、低維系統、強關聯電子系統、人造超晶格以及新材料等方面。同時，強磁場下的化學反應過程、生物效應等方面的研究也逐漸為人們所重視。在中國雖有一些6T-12T的超導磁體分散在全國各地，但尚未形成一個全國性的強磁場實驗中心，我國在10T以上穩態強磁場下的系統的科學研究工作尚屬空白。為滿足國內強磁場研究工作的需要，早在1984年中國科學院數理學部就組織論證，決策在等離子體物理研究所建立以20T穩態強磁場裝置為主體的強磁場實驗室。該裝置於1992年建成並投入運行。與此同時，實驗室相繼建成了多個能滿足不同物理實驗、場強在15T左右的穩態強磁場裝置，配備了相應的輸運和磁化測量系統以及低溫系統。中國科學院院士、著名物理學家馮端先生在了解了合肥強磁場實驗室的情況後非常感慨地說：過去中國沒有強磁場條件，對有關強磁場下的物理工作連想都不敢想，1992年來有了強磁場條件我們應該好好的考慮考慮這方面的問題了。

㈡ 什麼是超導通信

1911年荷蘭物理學家首先發現汞在攝氏零下268°~987°度以下會失去電阻。從這以後，各國科學家不斷發現，許多金屬、合金以及化合物都可成為超導體。它的出現同半導體一樣，使通信技術又有了新的突破。前蘇聯已經試製成功超導電纜。

這種電纜傳輸信號，衰耗差不多是零。普通電纜傳輸載波電話，常常要隔一段距離就得增音，有的增音段近到一二公里就得設置。超導電纜的增音段可以達到100公里。它的傳輸速度，比光纖通信網要快100倍，而且傳輸容量大，同一條線路可以傳輸1000到1萬路電視，相當2000餘萬路電話。超導的通信器材國外也在研製。英國一所大學的科學家，已經創立世上第一個超導通信裝置，他們使用的微型無線電發射器，具有超靈敏度。

㈢ 超導材料具有什麼特性意義

篇一：超導體特性

當一個磁體和一個處於超導態的超導體相互靠近時，磁體的磁場會使超導體表面中出現超導電流。此超導電流形成的磁場，在超導體內部，恰好和磁體的磁場大小相等，方向相反。這兩個磁志抵消，使超導體內部的磁感應強度為零，B=0，即超導體排斥體內的磁場。

1933年德國物理學家邁斯納（W.Meissner）和奧森菲爾（R.Ochsebfekd）對錫單晶球超導體做磁場分布測量時發現，在小磁場中把金屬冷卻進入超導態時，體內的磁力線一下被排出，磁力線不能穿過它的體內，也就是說超導體處於超導態時，體內的磁場恆等於零。

超導體一旦進入超導狀態，體內的磁通量將全部被排出體外，磁感應強度恆為零，且不論對導體是先降溫後加磁場，還是先加磁場後降溫，只要進入超導狀態，超導體就把全部磁通量排出體外。

此外，超導體還是完全的抗磁體，外加磁場無法進入或（嚴格說是）大范圍地存在於超導體內部，這是超導體的另一個基本特性。 原理

產生邁斯納效應的原因是：當超導體處於超導態時，在磁場作用下，表面產生一個無損耗感應電流。這個電流產生的磁場恰恰與外加磁場大小相等、方向相反，因而總合成磁場為零。換句話說，這個無損耗感應電流對外加磁場起著屏蔽作用，因此稱它為抗磁性屏蔽電流。

超導體不是電阻無限小的理想導體。

因為對於電阻率ρ無限小的理想導體，根據歐姆定律E=ρJ，若ρ=0，則由麥克斯韋方程組▽×E=-δB/δt=0，由此可知在加磁場前後理想導體體內磁感應強度不發生變化，即B=C≠0，C為加入磁場前導體體內的磁感應強度。而超導體的邁斯納效應要求超導體內B=0。

後來人們還做過這樣一個實驗，在一個淺平的錫盤中，放入一個體積很小磁性很強的永久磁鐵，然後把溫度降低，使錫出現超導性。這時可以看到，小磁鐵竟然離開錫盤表面，飄然升起，與錫盤保持一定距離後，便懸空不動了。這是由於超導體的完全抗磁性，使小磁鐵的磁力線無法穿透超導體，磁場發生畸變，便產生了一個向上的浮力。

進一步的研究表明：處於超導態的物體，外加磁場之所以無法穿透它的內部，是因為在超導體的表面感生一個無損耗的抗磁超導電流，這一電

流產生的磁場，恰巧抵消了超導體內部的磁場。這一發現非常有意義，在此之後，人們用邁斯納效應來判別物質是否具有超導性。

邁斯納效應和零電阻現象是實驗上判定一個材料是否為超導體的兩大要素。

邁斯納效應指明了超導態是一個熱力學平衡狀態，與如何進入超導態的途徑無關，超導態的零電阻現象和邁斯納效應是超導態的兩個相互獨立，又相互聯系的基本屬性。單純的零電阻並不能保證邁斯納效應的存在，但零電阻效應又是邁斯納效應的必要條件。因此，衡量一種材料是否是超導體，必須看是否同時具備零電阻和邁斯納效應。

另外，科學家根據「邁斯納效應」的原理，應用於超導列車和超導船

篇二：超導材料的特性及應用

摘要：作為一種新型材料，超導材料越來越廣泛地應用到各個領域，人類對超導電性及其應用將越來越重視。超導材料的應用有著巨大的潛力和發展前景，這是不容置疑的。超導的實用前景似乎既近既遠，近者，在人類的生活中已得到了超導電技術帶來的好處，如醫用的核磁共振成像的超導磁體；同時，在電子器件上的應用，近幾年將會在市場上出現。遠者，人們會看到例如在微波通訊、計算機器件、儲能及平衡電網方面的應用。在總結超導電性的同時，本文將就超導材料的應用作簡要的介紹。

1、 超導材料的超導特性

導體在溫度下降到某一值時，電阻會突然消失，即零電阻，這一現象稱為「超導現象」，將具有超導性的物質，稱為超導體，超導體如鈦、鋅、鉈、鉛、汞等，在超導狀態，當溫度降至溫度（超導轉變溫度）時，皆顯現出某些共同特徵。

1.1 電阻為零。一個超導體環移去電源之後，還能保持原有的電流。有人做過實驗，發現超導環中的電流持續了二年半而無顯著衰減。

1.2 完全抗磁性。這一現象是1933年德國物理學家邁斯納等人在實驗中發現的，只要超導材料的溫度低於臨界溫度而進入超導態以後，該超導材料便把磁力線排斥體外，因此其體內的磁感應強度總是零。這種現象稱為「邁斯納效應」。

2、超導材料的應用

2.1 超導應用的巨大潛力

超導態是物質的一種獨特的狀態，它的新奇特性，立刻使人想到要將它們應用到技術上。超導體的零電阻效應顯示其具有無損耗輸運電流的性質。工業、國防、科研上用的大功率發電機、電動機如能實現超導化，將大大降低能耗並使其小型化。利用超導隧道效應，人們可以製造出世界上最靈敏的電磁信號的探測元件和用於高速運行的計算機元件。用這種探測器製造的超導量子干涉磁強計可以測量地球磁場幾十億分之一的變化，也能測量人的腦磁圖和心磁圖。超導體用於微波器件可以大大改善衛星通訊的質量。因此，超導體顯示了巨大的應用潛力。

2.2 超導材料在強電方面的應用

超導材料（超導線圈）在強電方面的主要應用包括：用於高能物理受控熱核反應和凝聚態物理研究的強場磁體；用於核磁共振裝置上以提供1~10T的均勻磁場以及核磁共振層次掃描；用於製造發電機和電動機線圈；用於高速列車上的磁懸浮線圈；用於輪船和潛艇的磁流體和電磁推進系統。

2.3 超導材料在弱電方面的應用

超導材料在弱電方面的應用主要是利用約瑟夫森結可以得到標准電壓，可以製造出超導量子干涉儀，進而用於生物磁學。另外約瑟夫森結在計算機應用上的還有著巨大潛力，我們可以製造出速度更快的計算機製造邏輯電路和存貯器。當然還有很多有特殊性能的器件。

3、結語

人類的未來離不開超導電技術及其技術的發展，超導電技術將會越來越廣泛地造福人類。在21世紀，超導電技術將會變得更為重要，超導材料的應用將會越來越廣泛。

篇三：1 超導體的性質

1911年夏天，當昂納斯的兩個研究生在做低溫實驗時，偶然發現某些金屬在極低溫環境中，金屬的電阻突然消失了。這一發現轟動了全世界的科學家，大家紛紛想要揭開超導的奧秘，因為只有了解了超導現象的微觀機理，才能使它為人類作出更大的貢獻。1955年金秋季節，巴丁與他的研究生羅伯特·施里弗，以及另一位年輕的博士利昂·庫珀組成了一個探索超導現象微觀機理的研究小組，開始朝這一神秘的領域進發。最終創立一套完整的超導微觀理論。他們三人榮幸地分享了1972年度的諾貝爾物理學獎。這一理論也以他們姓氏的頭一個字母命名，稱為「BCS理論」。

在很長一段時間內，超導材料的臨界溫度都在相當低的溫度范圍內徘徊，1986年，從瑞士蘇黎士的IBM實驗室傳來了激動人心的消息：鋇鑭銅氧化物的臨界溫度達到30K。根據BCS理論，超導最高臨界溫度不會超過40K，而現在卻早已遠遠地超過了這一極限，必須尋找新的理論。美國物理學家菲利普·安德森也提出了一個新的超導理論，他一反「庫珀對」的常規，認為電子不是互相吸引而是互相排斥，正是這種排斥才使電子與電子挨近了，結合了。中國復旦大學的陶瑞寶也提出了一個超導的激子滲流理論，這一理論認為，處於超導態下的電子具有特殊的能帶結構，這些電子形成的電子波在晶體中互相迭加，當在這晶體中通以電流時，電子就會繞過晶體中的點陣，沿電子波迭加的方向運動，不會產生阻力，由此便產生了超導現象。

超導現象真正的微觀機理還是一個謎，解開這個謎將是人類的又一大進步。

1 超導體的性質

超導現象的發現

超導是某些金屬或合金在低溫條件下出現的一種奇妙的現象。

19世紀末，低溫技術獲得了顯著的進展，曾一向被視為「永久氣體」的空氣被液化了。1877年氧氣被首先液化，液化點也就是我們所說的.常壓下沸點是-183℃（90K）。隨後人們又液化了液化溫度是-196℃的氮氣。1898年杜瓦（J.Dewar）第一次把氫氣變成了液體氫，液化溫度為-253℃，他並發明了盛放液化氣的容器——杜瓦瓶。

最先發現這種現象的是荷蘭物理學家卡麥林·昂納斯。1908年卡麥林·昂納斯液化氦（-259℃）成功，從而達到一個新的低溫區（4.2K以下），他在這樣的低溫區內測量各種純金屬的電阻率。

1911年夏天，當昂納斯的兩個研究生在做低溫實驗時，偶然發現某些金屬在極低溫環境中，金屬的電阻突然消失了。昂納斯接著用水銀做實驗，發現水銀在4.1K時（約相當於-269℃），出現了這種超導現象；不但純汞，而且加入雜質後,甚至汞和錫的合金也具有這種性質。他把這種性質稱為超導電性。他又用鉛環做實驗，九百安培的電流在鉛環中流動不止，兩年半以後仍舊毫無衰減。

1932年霍爾姆和卡茂林－昂尼斯都在實驗中發現，隔著極薄一層氧化物的兩塊處於超導狀態的金屬，沒有外加電壓時也有電流流過。1933年荷蘭的邁斯納和奧森菲爾德共同發現了超導體的一個極為重要的性質。

超導體的基本性質

1、零電阻效應

在超導條件下，電阻等於零是超導體的最顯著的特性。如果將一金屬環放在磁場中,突然撤去磁場,在環內就會出現感生電流。金屬環具有電阻R和電感L。由於焦耳熱損耗,感生電流會逐漸衰減到零，衰減速度與L和R的比值有關,L/R的值越大，衰減越慢。如果圓環是超導體，則電阻為零而電感不為零；因此電流會毫不衰減地維持下去。這種「持續電流」已在多次實驗中觀察到。測量超導環中持續電流變化的實驗給出，樣品鉛的電阻率小於3.6×10-2歐姆厘米，它比銅在室溫下的電阻率1.6×10-6歐姆厘米還要小4.4×1016倍。這個實驗結果表明超導體的電阻率確實是零。

臨界溫度Tc ——超導體由正常態轉變為超導態的溫度。

臨界磁場BC——對於超導體，只有當外加磁場小於某一量值時，才能保持超導電性，否則超導態即被破壞，而轉變為正常態。這一磁場值稱為臨界磁場BC（臨界磁感應強度），有時用HC（臨界磁場強度）表示。臨界磁場與溫度的關系為

HC＝Ho[1-(T/Tc)2]式中Ho為0K時的臨界磁場。

同樣，超導體也存在一臨界電流IC。

零電阻測試裝置:

零電阻現象可以採用四引線法，通過樣品的電阻隨溫度的變化來進行測量。

2、邁斯納效應（理想抗磁性）：

這是超導體的另一個特徵。1933年德國物理學家邁斯納（W.Meissner）和奧森菲爾德（R.Ochsebfekd）對錫單晶球超導體做磁場分布測量時發現，在小磁場中把金屬冷卻進入超導態時，體內的磁力線一下被排出，磁力線不能穿過它的體內，也就是說超導體處於超導態時,體內的磁場恆等於零。

這說超導體不是電阻無限小的理想導體。

因為對於電阻率ρ無限小的理想導體，根據J＝σE＝E／ρ，當ρ為0時，E必須為0才能使J保持有限。這就是說對理想導體在沒有電場E的條件下仍可以維持穩恆的電流密度。

另一方面，按麥克斯韋方程之一

BE t

既然E恆為0，勢必B0，磁感應強度B不隨時間變化，或者說，在理想導體中t

磁感應通量不可能改變。但邁斯納效應與其不一致。

㈣ 超導材料的顯著特點是什麼主要應用是

超導材料的顯著特點：

1、能夠無損耗地傳輸電能。

2、磁場恆為零。

超導材料的應用主要有：

1、利用材料的超導電性可製作磁體、電力電纜、通信電纜和天線，其性能優於常規材料。

2、利用材料的完全抗磁性可製作無摩擦陀螺儀和軸承。

3、利用約瑟夫森效應可製作一系列精密測量儀表以及輻射探測器、微波發生器、邏輯元件等。

(4)超導材料能傳輸網路信號嗎擴展閱讀：

發展歷史

1911年，荷蘭物理學家昂尼斯發現，水銀的電阻率並不像預料的那樣隨溫度降低逐漸減小，而是當溫度降到4.15K附近時，水銀的電阻突然降到零。

某些金屬、合金和化合物，在溫度降到絕對零度附近某一特定溫度時，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。

氮是空氣的主要成分，液氮製冷機的效率比液氦至少高10倍，所以液氮的價格實際僅相當於液氦的1/100。

液氮製冷設備簡單，因此，現有的高溫超導體雖然還必須用液氮冷卻，但卻被認為是20世紀科學上最偉大的發現之一。

㈤ 用超導體通信是否能超光速

您好，很高興回答您的問題。
任何速度都不能超過光速，超導體通信也一樣。
超導體是指電阻為0歐姆的導體，現在還處於實驗室研究階段，離應用還有距離，而且主要應用領域也不是通信，通信的發展方向是寬頻光通信和高速無線網。
希望能幫到您。

㈥ 什麼是超導體 它的特點是什麼有何用處

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（OK=-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。
[編輯本段]超導技術及其應用
比爾·李
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時發現水銀的電阻完全消失，這種現象稱為超導電性。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。
超導電性和抗磁性是超導體的兩個重要特性。使超導體電阻為零的溫度，叫超導臨界溫度。經過科學家們數十年的努力，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。
奇異的超導陶瓷
1973年，人們發現了超導合金――鈮鍺合金，其臨界超導溫度為23.2K，該記錄保持了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）具有35K的高溫超導性，打破了傳統「氧化物陶瓷是絕緣體」的觀念，引起世界科學界的轟動。此後，科學家們爭分奪秒地攻關，幾乎每隔幾天，就有新的研究成果出現。
1986年底，美國貝爾實驗室鄺細成研究的氧化物超導材料，其臨界超導溫度達到40K，液氫的「溫度壁壘」（40K）被跨越。1987年2月，美國華裔科學家朱經武和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，液氮的禁區（77K）也奇跡般地被突破了。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，臨界超導溫度竟然提高了100K以上，這在材料發展史，乃至科技發展史上都堪稱是一大奇跡！
高溫超導材料的不斷問世，為超導材料從實驗室走向應用鋪平了道路。
[編輯本段]超群的超導磁體
超導材料最誘人的應用是發電、輸電和儲能。
由於超導材料在超導狀態下具有零電阻和完全的抗磁性，因此只需消耗極少的電能，就可以獲得10萬高斯以上的穩態強磁場。而用常規導體做磁體，要產生這么大的磁場，需要消耗3.5兆瓦的電能及大量的冷卻水，投資巨大。
超導磁體可用於製作交流超導發電機、磁流體發電機和超導輸電線路等。
超導發電機 在電力領域，利用超導線圈磁體可以將發電機的磁場強度提高到5萬～6萬高斯，並且幾乎沒有能量損失，這種發電機便是交流超導發電機。超導發電機的單機發電容量比常規發電機提高5～10倍，達1萬兆瓦，而體積卻減少1/2，整機重量減輕1/3，發電效率提高50％。
磁流體發電機 磁流體發電機同樣離不開超導強磁體的幫助。磁流體發電發電，是利用高溫導電性氣體（等離子體）作導體，並高速通過磁場強度為5萬～6萬高斯的強磁場而發電。磁流體發電機的結構非常簡單，用於磁流體發電的高溫導電性氣體還可重復利用。
超導輸電線路 超導材料還可以用於製作超導電線和超導變壓器，從而把電力幾乎無損耗地輸送給用戶。據統計，目前的銅或鋁導線輸電，約有15%的電能損耗在輸電線路上，光是在中國，每年的電力損失即達1000多億度。若改為超導輸電，節省的電能相當於新建數十個大型發電廠。
廣闊的超導應用
高溫超導材料的用途非常廣闊，大致可分為三類：大電流應用（強電應用）、電子學應用（弱電應用）和抗磁性應用。大電流應用即前述的超導發電、輸電和儲能；電子學應用包括超導計算機、超導天線、超導微波器件等；抗磁性主要應用於磁懸浮列車和熱核聚變反應堆等。
超導磁懸浮列車 利用超導材料的抗磁性，將超導材料放在一塊永久磁體的上方，由於磁體的磁力線不能穿過超導體，磁體和超導體之間會產生排斥力，使超導體懸浮在磁體上方。利用這種磁懸浮效應可以製作高速超導磁懸浮列車。
超導計算機 高速計算機要求集成電路晶元上的元件和連接線密集排列，但密集排列的電路在工作時會發生大量的熱，而散熱是超大規模集成電路面臨的難題。超導計算機中的超大規模集成電路，其元件間的互連線用接近零電阻和超微發熱的超導器件來製作，不存在散熱問題，同時計算機的運算速度大大提高。此外，科學家正研究用半導體和超導體來製造晶體管，甚至完全用超導體來製作晶體管。
核聚變反應堆「磁封閉體」 核聚變反應時，內部溫度高達1億～2億攝氏度，沒有任何常規材料可以包容這些物質。而超導體產生的強磁場可以作為「磁封閉體」，將熱核反應堆中的超高溫等離子體包圍、約束起來，然後慢慢釋放，從而使受控核聚變能源成為21世紀前景廣闊的新能源。
科學家新近創造出一種新的物質形態，並預言它將幫助人類做出下一代超導體，以用於發電和提高火車的工作效率等多種用途。
這種新的物質形態稱作「費密冷凝體」，是已知的第六種物質形態。前五種物質形態分別為氣體、固體、液體、等離子體和1995年剛剛發明的玻色一愛因斯坦冷凝體。
費密子和玻色子的重大差異，體現在「自旋」這一量子力學特性上。費密子是像電子一樣的粒子，有半整數自旋（如1／2，3／2，5／2等）；而玻色子是像質子一樣的粒子，有整數自旋（如0，1，2等）。這種自旋差異使費密子和玻色子有完全不同的特性。沒有任何兩個費密子能有同樣的量子態：它們沒有相同的特性，也不能在同一時間處於同一地點；而玻色子卻能夠具有相同的特性。因此，1995年物理學家將一定數量銣和鈉原子冷卻成玻色子時，大部分原子變成了同樣的低溫量子態，實際上成為單一巨大的整體原子：玻色一愛因斯坦凝聚態。但像鉀一40或鋰一6這樣的費密子，即使在很低的溫度下，每種粒子必定也有稍微不同的特性。
2003年，物理學家找到了一個克服以上障礙的方法。他們將費密子成對轉變成玻色子，兩個半整數自旋組成一個整數自旋，費密子對就起到了玻色子的作用，所有氣體突然冷凝至玻色一愛因斯坦凝聚態。奧地利英斯布瑞克大學的科學家將鋰一6原子冷卻，同時施加穩定磁場，促使費密子結合在一起；美國科羅拉多「實驗室天體物理學聯合研究所」採用的技術略有不同，他們將鉀一40原子冷卻後施加磁場，通過磁場變化讓每個原子強烈吸引附近的原子，誘發它們形成成對原子，然後凝聚成玻色一愛因斯坦凝聚態。

㈦ 超導體傳送信息的速度比光纖快嗎超導體傳電有多快我是初中生，沒學過，請各位大俠說形象些，拜託了

確實比光纖快。光在真空中的速度最快，接近300000000m/s，不過在介質中，光的速度就會變慢。光纖本身就是一種傳遞光的介質，因此會使光減速。而電子實際上在導體中的傳遞速度很慢，還沒有人走路速遞的一半快呢，不過當導體兩端出現電位差的時候，導體內部會以真空中的光速的速度建立起電場，從而使整個導體內部立即產生電流。也就是說，導體傳輸信號的速度應該使和光速相同的，而光纖內的光的速度小於真空中的光速，所以導體傳送信息更快。現在之所以大范圍使用光纖，是因為光纖的帶寬非常大，可以同時傳送更多的數據。超導體沒研究過，不過導體都那麼快了，超導應該也差不多了吧。我是大一學生，我們專業不研究超導。

㈧ 超導材料的兩個基本特徵是什麼

1、零電阻

超導材料處於超導態時電阻為零，能夠無損耗地傳輸電能。如果用磁場在超導環中引發感應電流，這一電流可以毫不衰減地維持下去。這種「持續電流」已多次在實驗中觀察到。

2、抗磁性

超導材料處於超導態時，只要外加磁場不超過一定值，磁力線不能透入，超導材料內的磁場恆為零。

(8)超導材料能傳輸網路信號嗎擴展閱讀：

超導材料的研究：

1.非常規超導體磁通動力學和超導機理

主要研究混合態區域的磁通線運動的機理，不可逆線性質、起因及其與磁場和溫度的關系，臨界電流密度與磁場和溫度的依賴關系及各向異性。超導機理研究側重於研究正常態在強磁場下的磁阻、霍爾效應、漲落效應。

2.強磁場下的低維凝聚態特性研究

低維性使得低維體系表現出三維體系所沒有的特性。低維不穩定性導致了多種有序相。強磁場是揭示低維凝聚態特性的有效手段。主要研究內容包括：有機鐵磁性的結構和來源可用作超導材料的金屬在周期表上的分布。

3.強磁場下的半導體材料的光、電等特性

強磁場技術對半導體科學的發展愈益變得重要，因為在各種物理因素中，外磁場是唯一在保持晶體結構不變的情況下改變動量空間對稱性的物理因素，因而在半導體能帶結構研究以及元激發及其互作用研究中，磁場有著特別重要的作用。

參考資料來源：網路—超導材料

㈨ 點亮led燈上網是利用什麼傳遞信息的

網路信號是通過電磁波來傳遞信息的；
發光二極體具有單向導電性，主要材料是半導體．
故答案為：電磁波；半導體．