超導(dǎo)體的基本特性_超導(dǎo)體在生活中的應(yīng)用

　　超導(dǎo)體的基本特性

　　1、完全導(dǎo)電性

　　完全導(dǎo)電性又稱零電阻效應(yīng)，指溫度降低至某一溫度以下，電阻突然消失的現(xiàn)象。完全導(dǎo)電性適用于直流電，超導(dǎo)體在處于交變電流或交變磁場(chǎng)的情況下，會(huì)出現(xiàn)交流損耗，且頻率越高，損耗越大。

　　2、完全抗磁性

　　完全抗磁性又稱邁斯納效應(yīng)，“抗磁性”指在磁場(chǎng)強(qiáng)度低于臨界值的情況下，磁力線無法穿過超導(dǎo)體，超導(dǎo)體內(nèi)部磁場(chǎng)為零的現(xiàn)象，“完全”指降低溫度達(dá)到超導(dǎo)態(tài)、施加磁場(chǎng)兩項(xiàng)操作的順序可以顛倒。

　　3、通量量子化

　　通量量子化又稱約瑟夫森效應(yīng)，指當(dāng)兩層超導(dǎo)體之間的絕緣層薄至原子尺寸時(shí)，電子對(duì)可以穿過絕緣層產(chǎn)生隧道電流的現(xiàn)象，即在超導(dǎo)體（superconductor）—絕緣體（insulator）—超導(dǎo)體（superconductor）結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生超導(dǎo)電流。

　　超導(dǎo)體在生活中的應(yīng)用

　　高溫超導(dǎo)材料的用途非常廣闊，大致可分為三類：大電流應(yīng)用（強(qiáng)電應(yīng)用）、電子學(xué)應(yīng)用（弱電應(yīng)用）和抗磁性應(yīng)用。大電流應(yīng)用即前述的超導(dǎo)發(fā)電、輸電和儲(chǔ)能；電子學(xué)應(yīng)用包括超導(dǎo)計(jì)算機(jī)、超導(dǎo)天線、超導(dǎo)微波器件等；抗磁性主要應(yīng)用于磁懸浮列車和熱核聚變反應(yīng)堆等。

　　超導(dǎo)磁懸浮列車　利用超導(dǎo)材料的抗磁性，將超導(dǎo)材料放在一塊永久磁體的上方，由于磁體的磁力線不能穿過超導(dǎo)體，磁體和超導(dǎo)體之間會(huì)產(chǎn)生排斥力，使超導(dǎo)體懸浮在磁體上方。利用這種磁懸浮效應(yīng)可以制作高速超導(dǎo)磁懸浮列車。

　　超導(dǎo)計(jì)算機(jī)　高速計(jì)算機(jī)要求集成電路芯片上的元件和連接線密集排列，但密集排列的電路在工作時(shí)會(huì)發(fā)生大量的熱，而散熱是超大規(guī)模集成電路面臨的難題。超導(dǎo)計(jì)算機(jī)中的超大規(guī)模集成電路，其元件間的互連線用接近零電阻和超微發(fā)熱的超導(dǎo)器件來制作，不存在散熱問題，同時(shí)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度大大提高。此外，科學(xué)家正研究用半導(dǎo)體和超導(dǎo)體來制造晶體管，甚至完全用超導(dǎo)體來制作晶體管。

　　核聚變反應(yīng)堆“磁封閉體”　核聚變反應(yīng)時(shí)，內(nèi)部溫度高達(dá)1億～2億攝氏度，沒有任何常規(guī)材料可以包容這些物質(zhì)。而超導(dǎo)體產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)可以作為“磁封閉體”，將熱核反應(yīng)堆中的超高溫等離子體包圍、約束起來，然后慢慢釋放，從而使受控核聚變能源成為21世紀(jì)前景廣闊的新能源。

　　科學(xué)家新近創(chuàng)造出一種新的物質(zhì)形態(tài)，并預(yù)言它將幫助人類做出下一代超導(dǎo)體，以用于發(fā)電和提高火車的工作效率等多種用途。

　　這種新的物質(zhì)形態(tài)稱作“費(fèi)密冷凝體”，是已知的第六種物質(zhì)形態(tài)。前五種物質(zhì)形態(tài)分別為氣體、固體、液體、等離子體和1995年剛剛發(fā)明的玻色一愛因斯坦冷凝體。

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