超导体

具有超导性的物质
超导体(superconductor[1])是指具有超导电性的一类固体[8],它呈现三个基本特征,即零电阻[9]、完全抗磁性[9]磁通量子化[10]。超导体按不同的特性可以分成多种类型,按磁化特征分为第一、第二类超导体[11];按临界转变温度分为低温[12]、高温超导体[12];按材料组成可分为合金、化合物、元素、有机超导体[13];按超导的机制可分为传统、非传统超导体[14]。此外,超导体有临界转变温度、临界磁场强度、临界电流密度三个临界参数[15]
超导体应用在多个不同领域,如在强电方面主要集中在电力、科研、生物医学等方面[2];在弱电方面则主要应用在电子学和通信,如超导量子干涉器件、微波器件、超导计算机[3];超导的抗磁性主要应用于超导磁悬浮列车、超导核聚变反应领域[16]。与超导体相关的概念有超导电性、超导态、正常态、混合态、中间态、失超等概念[17]。也可以由超导体引申迈斯纳效应[18]、BCS理论[19]、GL理论等相关理论[20]
超导体的历史可追溯到1911年,荷兰物理学家昂内斯首先发现超导态[4]。1933年,迈斯纳又发现了超导体的抗磁性这一重要性质[6]。随后在1957年,金兹堡和朗道提出BCS理论后,超导体理论阶段结束,开始进入超导实际应用阶段[6]
1987年,氧化物超导材料被发现[4],随后在1988年,英国研制出世界上第一个超导通信器件,1991年,世界上第一个超导磁体也诞生,超导进入快速发展时代[21]。2001年,超导体
被发现,石墨的超导性也于2006年被发现。至2018年,石墨烯的超导电性被确定[22]
超导体的研究趋势趋向于多元化,如在元素超导体[23]、重费米子超导体[24]、有机超导体[25]铜氧化物超导体[26]、铁基超导体[27]、镍基超导体[28]、笼目超导体[29]、其他过渡金属化合物超导[30]、低温超导材料、氧化物高温超导材料等[31]