超导材料表现出一些特殊的特性,这使得它们在现代技术中非常重要。研究仍在继续,以了解和利用超导体的这些非凡特性,在不同的技术领域。超导体的这些性质列在下面
电阻为零或导电率为无穷大
在超导状态下,超导材料表现为零电阻(无限导电)。当超导材料的样品冷却到其临界温度/转变温度以下时,其电阻突然降低到零。例如,水银在4k以下显示零电阻。
迈斯纳效应(磁场驱逐)
当超导体冷却到临界温度Tc以下时,排出磁场并且不允许磁场穿透内部。超导体中的这种现象被称为迈斯纳效应。迈斯纳效应如下图-所示
临界温度/转变温度
超导材料的临界温度是材料从正常导电状态转变为超导状态的温度。从正常导电态(相)到超导态(相)的转变是突然的、剧烈的和完全的。汞从正常导电状态到超导状态的转变如下图所示。
临界磁场
当磁场(无论是外部的还是由流动的超导体本身产生的)增加到超过一定值时,超导材料的超导状态/相就会断开,样品就会开始像普通导体一样工作。这个磁场的特定值叫做临界磁场,超过这个值超导体就能回到正常状态。临界磁场的大小与温度有关。当温度(低于临界温度)降低临界值磁场增加。临界磁场随温度的变化如图-所示
持续的电流
如果一个由超导体组成的环被放置在高于其临界温度的磁场中,现在冷却超导体环低于其临界温度,现在如果我们移除磁场,一个电流在环中感应由于它的自感。通过楞次定律感应电流的方向是这样的,它反对通过环的通量的变化。由于环处于超导状态(零电阻),环所感应的电流将继续流动,这种电流称为持续电流。这个持续电流产生a磁通这使得磁通穿过环常数。
约瑟夫森目前
如果两个超导体被绝缘材料薄膜隔开,形成一个低阻结,就会发现电子的库柏对(由声子相互作用形成)可以从结的一端隧道到另一端。由于这类库柏对的流动而产生的电流称为约瑟夫森电流。
临界电流
当电流在超导状态下通过导体时,a磁场是发达国家。如果电流增加超过某一数值,磁场就增加到导体恢复正常状态的临界值。这个电流值称为临界电流。