1911 年荷兰物理学家昂尼斯发现汞在在液氮中温度降至 4。2K 附近时，突然 进入一种新状态，其电阻小于测量仪器的精度，其后，昂尼斯又对多种金属、合 金、化合物材料进行低温下的实验，发现它们中的许多都具有在低温下电阻趋向 于零、感应电流长期存在的现象。这种在低温条件下电阻趋向于零的状态称为超 导态。超导是指某些物质被降温到一定程度是电阻突然趋向于零的性质。处于超 导状态的导体为超导体，超导体的电阻在一定的低温下突然小到实验仪器的最小 精度，被称作零电阻效应。在零电阻状态下，导体电阻趋向于零，电流经过超导 体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流，从而产生 超强磁场。 从电阻不为零的正常态转变为超导态的温度称为超导相变温度或超 导临界温度。 

从 1911 年超导的发现至今，提高超导体的相变温度一直是科学家的研究热 点。超导体的零电阻效应和完全抗磁性，令它的应用前景十分广阔，即可用于输 电和储能、超导计算机，又可以用于磁悬浮列车等。然而超导体的低临界温度令 它难以实际应用于生活中。然而，发展却需要能在高温条件下应用的超导体，故 此，“高温”超导的发现与提出成为了现代物理学的研究热点。自 1911 年发现超 导现象，到现在已走过了一百年，在此过程种超导体的相变温度的提高过程是漫 长而曲折的，但是超导体的相变温度在持续提高，尤其是 19 世纪 80 年代超导体的相变温度迅速提高，如图（1）所示[1]。1986 年，柏诺兹和缪勒发现了 35K 超 导的鑭钡铜氧体系。这一突破性发现导致了更高温度的一系列的氧化物超导体的 发现。此后，科学家们几乎每隔几天，就有新的研究成果出现。1987 年初，美国 吴茂昆（ 朱经武）等和我国物理所赵忠贤等宣布了 90K 钇钡铜氧超导体[2]的发 现，第一次实现了液氮温度（77 K）这个温度壁垒的突破。超导体的临界温度在 液氮温度（77K）以上自此高温超导步入了高速发展的快车道。 论文网

超导体的相变温度

    超导材料具有广泛的实用性，但是超导体的相变温度过低限制了超导体的应 用，为了实用化，寻求新的“高温”超导材料成为研究超导的主要课题。从 1911 年至 1986 年，超导温度由水银的 4。2K 提高到 23。22K。同年 1 月发现钡镧铜氧 化物超导相变温度是 30K，同年 12 月 30 日，超导的相变温度提高为 40。2K，1987 年 1 月升至 43K，不久又升至 46K 和 53K，同年 2 月 15 日发现了 98K 超导体，很 快又发现了 14℃下存在超导迹象，“高温”超导体取得了巨大突破，使超导材料 大规模应用成为了可能。 

高温超导体包括 90K 的稀土系，110K 的铋系，125K 的铊系，和 135K 的汞

系，都含有铜和氧，因此，也统称为铜氧基超导体。它们具有类似的层状结晶结 构，铜氧层是超导层[3]。目前,高温超导体已经取得了实际应用。例如，钇钡铜氧 超导体和铋系超导体已制成了高质量的超导电缆。而铊钡钙铜氧超导薄膜制成的 装置，早在上世纪末就安装在移动电话的发射塔中，增加容量，减少断线和干扰。 

2 高温超导体的特征

2。1 高温超导体的零电阻效应

超导体最重要的特点是电流通过时电阻趋近于零，有一些类型的金属（特别 是钛、钒、铬、铁、镍），当将其置于一定的温度条件下，电阻就趋近于零，被 称之为零电阻效应[4]。在普通的导体中，大部分通过导体的电能由于电阻的原因 转变为热能，从而被“消耗”掉了。在超导体中，电阻趋近于零，一旦接通电流， 理论上就永远不会中断，在一个用超导体制成的电磁体（一个线圈，电流从中通 过时产生电磁场）所构成的电路中，只输入一次电流，就可以在电路内不停的流 动，从而就能使电磁场持续不断。但是，实际上是存在损耗的，不可能实现这类 “永动”，考虑必需的能源投入，以使超导体能保持其产生零电阻现象所需要的 低温状态（即-269℃，比绝对零度高出 4℃）。 然而，从 80 年代初开始，一类新 超导材料被发现。这种新材料能够在越来越接近常温的条件下形成超导体，称为 高温超导体[5]。