PMNT铁电单晶衬底上YBa2Cu3O7超导薄膜的制备(2)
参考文献26
1 引言
YBa2Cu3O7（YBCO）作为一种重要的，具有超导特性的高温超导新型材料，它在一定温度下会呈现出电阻为零的现象，并且具有完全抗磁性的特征。由于YBCO所具有的这几种优异的性能，使其用途十分广泛。利用其零电阻的特性，可以用来输电、储能和制造超导强磁体等；而其完全抗磁性，则在推动磁悬浮技术、核聚变反应等方面有着的重要的价值；此外，在电子学方面，利用YBCO的约瑟夫森效应，可以制造十分灵敏的电子设备，诸如超导量子干涉仪等，在电磁测量以及计算机应用等方面有着巨大的潜力。
本章将对以下内容进行简要介绍：
一、超导材料的发展历程。
二、典型高温超导材料及其应用现状和存在问题。
三、超导材料的应变调控。
四、本课题研究的目的和意义。
1.1 超导材料简介
1911年，荷兰莱顿大学的物理学家卡茂林-昂尼斯在液化氦气的时候发现了金属汞的超导现象。即当温度降到4.2k其电阻消失为零。他将这种在低温下出现超导现象的物质称为超导体，将超导体出现电阻消失变为零时的温度称为超导转变临界温度Tc[1]。
1933年，德国的迈斯纳(w.Meissner)和奥赫森费尔德(R.ochsenerld)发现，将处于超导态的金属置于磁场中时，磁通量消失，即呈现出完全抗磁的状态。人们将超导体的这种完全抗磁性称作迈斯纳效应（Meissner effect），将破坏超导电性所需的最小磁场称为临界磁场Hc。当给超导体通电流，其大小达到一定数值时，会使材料由超导态转变为正常态，我们称这个电流为临界电流Ic，相应的电流密度称为临界电流密度Jc[1-3]。与超导转变温度Tc和超导临界磁场Hc，这三者组成了表征超导材料性能的重要参数。
此后，在其他一些金属和合金中也相继发现了超导的现象。而这些金属或合金的超导临界转变温度Tc一般都很低，都在液氦温度以下，故将其称为低温超导体[1]。
直到1986年，IBM实验室的研究员J.GBednorz和K.Muller发现镧钡铜氧（La2-xBaxCuO4），其超导转变温度达到35K，远高于先前的温度值，标志着进入高温超导体（HTS）的研究阶段[2]。1987年，研究发现对LBCO体系加压使得其起始转变温度升高至52K。不久之后又发现超导转变温度更高的YBa2Cu3O7-x高温超导体，达到了90K[3]。转变温度超过液氮温度的高温超导体的伟大发现，使得超导体的实际应用成为可能。此后，发现了Tc达110K的铋锶钙铜氧（BiSrCaCuO），以及Tc为125K的铊钡钙铜氧（TlBaCaCuO）。A.Schinlling等在汞钡钙铜氧（HgBaCaCuO）体系中更是观测到了135K的Tc值[2]。现在，所发现的最高的超导转变温度，为在30万个大气压的HgBaCuCaO，其转变温度在150K以上[3]。上述这些铜氧化物超导体的发现使得高温超导体的超导转变温度不断提高，开启了人们发现和研究高温超导体的热潮。
从1911年到现今为止，人们已经发现了几千种超导材料，并且这个数字还在不断地增加着。其中，图1.1绘制了部分较为典型的超导体的超导临界转变温度与其被发现的时间的关系图[4]。
图1.1 超导材料临界转变温度与发现年份
随着高温超导材料研制技术的不断发展，相信将来定会出现具有更高转变温度的超导体，其制备手段也并将随之有所提高。目前高温超导体正在从研究阶段向应用方面发展，包括高温超导电动机、超导发电机、磁悬浮列车和超导量子干涉仪等。一系列高温超导材料应用技术将得到更高重视并不断发展[5]。
上一篇：CVD金刚石薄膜制备及其结构研究