常温超导(High-temperature superconductivity)是指在相对较高的温度下(通常超过液氮沸点77K),材料表现出超导电性的现象。与传统的低温超导材料相比,常温超导材料具有更高的临界温度,使其更易于应用于实际技术中。
常温超导晶体是指在常温下呈现出超导性质的晶体材料。虽然迄今为止还没有真正的常温超导材料被发现,但科学家们已经提出了一些可能的候选材料和理论模型。
其中最著名的常温超导概念之一是铜基高温超导材料(cuprate superconductors)。铜基高温超导材料是指以铜氧层为基础的化合物,如YBa2Cu3O7和La2-xSrxCuO4等。这些材料在液氮温度以下显示出超导性,其临界温度可以高达约90K左右。尽管这些材料的临界温度相对较高,但仍需要液氮冷却才能维持其超导状态。
另一个常温超导材料的概念是含氢化物物质的铁基超导材料(iron-based superconductors)。铁基超导材料包括众多化合物,如FeSe系列和BaFe2As2系列。这些材料在相对较高的温度下显示出超导性,其临界温度可以高达50K以上。与铜基高温超导材料不同,铁基超导材料的超导机制尚不完全清楚。
此外,还有其他一些可能的常温超导概念正在被研究和探索,如铋基超导材料(bismuth-based superconductors)和硫化氢超导材料(hydrogen sulfide superconductors)。这些材料在较高压力下显示出超导性,在相对较高的温度范围内(甚至超过室温)表现出良好的超导特性。然而,这些材料的应用仍面临诸多挑战,如高压条件下的制备难度和材料的稳定性等。
总体而言,常温超导晶体是一项非常具有挑战性的研究领域,科学家们正在努力寻找更多的材料和理论模型,以实现在常温甚至更高温度下实现超导性。这将极大地推动电力输送、磁场应用和电子器件等领域的技术进步。
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发布于2023-8-2 12:53 乐山