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高温超導
鎖定
高温超導(High-temperature superconductivity,High Tc)是一種物理現象,指一些具有較其他超導物質相對較高的臨界温度的物質在液態氮的環境下產生的超導現象。
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2024年8月13日消息,美國紐約州立大學布法羅分校的研究團隊公佈了一項基於稀土鋇銅氧化物(REBCO)的超高性能超導線材的製備成果,為世界上性能最高的高温超導線段,同時性價比指標顯著提高。
高温超導性質
高温超導體(High-temperature superconductors)是超導物質中的一種族類,具有一般的結構特徵以及相對上適度間隔的銅氧化物平面。它們也被稱作銅氧化物超導體。此族類中一些化合物中,超導性出現的臨界温度是已知超導體中最高的。
不同銅氧化物在常態(以及超導態)性質之間具有共同的特徵;這些性質中,許多無法以金屬的傳統理論來解釋。銅氧化物的一致性理論至今尚不存在,然而這項問題觸發了許多實驗方面與理論方面的研究工作;此一領域的重要性已經遠超過開發出室温超導體這項目標。
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高温超導歷史
1987年,來自台灣的美國物理學家吳茂昆和朱經武在釔鋇銅氧系材料上把臨界超導温度提高到90K以上,液氮的“温度壁壘”(77K)也被突破了。根據權威的科學引文索引數據庫Web of Science,由吳茂昆為第一作者(共同作者包括休士頓大學朱經武)的論文"Superconductivity at 93 K in a new mixed-phase Y-Ba-Cu-O compound system at ambient pressure"自1987年3月於美國物理學會期刊《物理評論快報》發表以來自2018年已獲期刊論文引用超過五千多次,這篇史上第一次超越液態氮沸點“温度壁壘”(77K,絕對零度以上攝氏77度)而將超導温度從30K提升到90K(攝氏零下183度)以上的研究突破自1911年後七十多年的物理學研究瓶頸,為臨界温度高於77K的材料稱為高温超導體下了定義,不但於當年獲矚目,也被指為超導體領域30年來最重要的先驅之一,吳茂昆團隊的發現對爾後超導體的科學與商業應用頗具影響。1987年底,鉈-鋇-鈣-銅-氧系材料又把臨界超導温度的記錄提高到125K。從1986年-1987年的短短一年多的時間裏,臨界超導温度提高了近100K。
北京時間2023年7月12日晚上11點,《自然》雜誌刊登中山大學王猛教授團隊主導的科學成果:首次發現液氮温區鎳氧化物超導體。這是中國科學家在全球率先發現的全新高温超導體系,是人類目前發現的第二種液氮温區非常規超導材料,是基礎研究領域“從0到1”的突破,將有望推動破解高温超導機理,使設計和預測高温超導材料成為可能,實現更廣泛更大規模的產業化應用。
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2024年8月13日消息,美國紐約州立大學布法羅分校的研究團隊公佈了一項基於稀土鋇銅氧化物(REBCO)的超高性能超導線材的製備成果,為世界上性能最高的高温超導線段,同時性價比指標顯著提高
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高温超導例子
温度 (開爾文) | 材料 | 種類 |
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203 | 氫基超導體 | |
195 | ||
138 | Hg12Tl3Ba30Ca30Cu45O127 | 銅氧化物超導體 |
110 | Bi2Sr2Ca2Cu3O10(BSCCO) | |
92 | YBa2Cu3O7(YBCO) | |
77 | 液態氮的沸點 | |
43 | SmFeAs(O,F) | 鐵基超導體 |
41 | CeFeAs(O,F) | |
26 | LaFeAs(O,F) | |
20 | 液態氫的沸點 | |
18 | Nb3Sn | 金屬低温超導體 |
10 | NbTi | |
4.2 | Hg(汞) |
高温超導參見
- 參考資料
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- 1. High-temperature superconductivity
- 2. 從0到1重大突破!中山大學王猛團隊發現鎳基高温超導體 .百家號.2023-07-13
- 3. “里程碑”!中國科學家首次觀測到 .新華視點(公眾號)[引用日期2024-02-08]
- 4. 美國重大宣佈!高温超導實現新的突破 .深圳商報.2024-08-14[引用日期2024-08-14]