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釔鋇銅氧

釔鋇銅氧是一種無機物，化學式為Y₂O₃·BaO·CuO，為黑色固體。^[2]

釔鋇銅氧歷史

在發現超導性後的第75年，在蘇黎世IBM工作的約翰內斯·貝德諾爾茨和卡爾·米勒發現特定的半導體氧化物可以在低於35K的温度下顯示出超導性，特別是鑭鋇銅氧化物，一種缺氧鈣鈦礦型的潛在材料。

在此基礎上，1987年，亨茨維爾亞拉巴馬大學的吳茂昆及其研究生（Ashburn和Torng），與休斯頓大學的朱經武和他的學生共同發現了釔鋇銅氧，也因此引發了對新高温超導材料的研究熱潮。

YBCO是首個超導温度在77K以上的材料，也就是説它的轉變温度高於液氮的沸點，用相對便宜的液氮就可以冷卻。之前發現的超導體都必須用液氦或液氫冷卻（T_b= 20.28 K）。^[1]

YBCO最早是通過在1000-1300K加熱金屬碳酸鹽混合物製備的。

現在YBCO的製取以相應的硝酸鹽和氧化物為原料。

YBa₂Cu₃O_{7-x}的超導性質與x值（氧含量）很有關係，只有滿足0≤x≤0.5的材料在T_c温度下有超導性，當x~0時其轉變温度最高，為95K。

除了氧的計量比外，YBCO的性質也由結晶方式決定。在燒結YBCO時必須小心，因為YBCO是晶體材料，只有小心控制退火和淬火的温度和速度，校準晶界，才可以使其超導性達到最佳。

吳茂昆和同事提出了其他合成YBCO的方法，比如化學氣相沉積（CVD）、溶膠-凝膠以及氣溶膠法。這些方法在燒結時仍然需要小心。^[1]

高温超導體有很多實際中的應用，例如可用作核磁共振成像、磁懸浮設施以及約瑟夫森結中的磁體。

主要有兩個問題限制了YBCO在超導方面的應用：

第一，YBCO單晶有很高的臨界電流密度，至於多晶則很低（保持超導態時僅能通過很小的電流）。這是由材料的晶粒界面造成：當晶界角大於約5°時，超導電流就無法越過界面。這個問題可由通過化學氣相沉積製備薄膜或調準晶界得到改善。
第二，此類的氧化物材料很脆，以傳統方法制成線狀並不能很好地保留其超導性質。

另外，很多情況下大規模冷卻物體至液氮的温度並不十分實際。^[1]

表面改性常會導致材料的新性質。表面改性的YBCO可衍生出許多性質，如抑制腐蝕、黏合聚合物、成核，製備有機超導體/絕緣體/高温超導體以及製備金屬/絕緣體/超導體隧道結。

這些分子層狀材料可用循環伏安法製備。已製得烷基胺、芳香胺和硫醇與YBCO形成的材料，它們穩定性不一。有理論認為在這其中胺扮演路易斯鹼，與YBa₂Cu₃O₇中路易斯酸性的Cu位點結合生成穩定的配位鍵。^[1]

YBCO和其他超導體一樣，在轉變温度會發生邁斯納效應。在該温度或低於該温度時，YBCO變為抗磁性，內部磁通量為零，磁力線無法進入超導體，超導體排斥體內的磁場。^[1]

參考資料

1. C. E. Housecroft, A. G. Sharpe and C. E. Housecroft. Inorganic chemistry. Harlow ; Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall. 2005. ISBN 0130399132.
2. 釔鋇銅氧化物．ChemicalBook[引用日期2021-05-21]
3. 釔鋇銅氧化物．愛化學[引用日期2022-02-24]

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