摘要本文研究了超导电性的发觉及其发展历程，从传统超导体到低温超导体。并介绍了新型铁基超导体的研究现况和超导电性的发展前景。通过对超导整个发展历程的宏观掌握，得到一些启示，有助于进一步研究超导电性。
关键词超导发觉；低温超导；铁基超导；发展历程
中图分类号O4文献标示码A文章编号1674-6708（2011）35-0079-01
超导电性是指当体温升高至某临界气温Tc以下时内阻完全消失的一种化学现象。超导电性的研究仍然是汇聚态化学的一个重要的研究领域。综观超导发展历程，最初是发觉金属系传统超导体。因为其零界气温在液氦温区（4.2k绝对零度左右），临界气温太低，还不能得到广泛的应用。科学家继续找寻更高临界体温的超导材料。1986年，自英国科学家发觉铜氧化合物超导体，掀起了低温超导研究的风潮。随即，又发觉另一类铁基低温超导体，开创了超导研究的新领域。
1超导电性的发觉及其基本化学性质
1.1超导电性的发觉
高温世界里蕴藏着神奇的化学现象，超导电性的发觉离不开高温的获得，昂内斯制造出一台十分精致的装置，先用蒸发氢使氢气冷却,再借助焦耳-汤姆孙效应使氩气液化,总算在1908年7月10日首次制出液态氦，共获得60mL的液氦，这是人类第一次获得413K的高温。在1911年，昂内斯研究了液氦气温下汞的内阻，发觉：当冷却至氦的沸点（412K）时，内阻忽然降到0。当升温到412K时这些现象消失;再冷却时这些现象又会出现。于是金属超导体的临界温度，昂内斯把这些在一定湿度下，内阻忽然降为零的现象称为超导电性。自从有了这一伟大发觉，超导化学学便诞生了。
1.2超导体的基本化学性质
在发觉零内阻效应以后金属超导体的临界温度，人们对超导体的化学性质进行了进一步深入探求。发觉了3个基本参数。临界气温Tc（正常态转变为超导态时的体温）；临界磁场Hc（当超导体表面的磁场硬度达到某个磁场硬度Hc时,超导态即转变为正常态；若磁场增加到Hc以下时又步入超导态），Hc与气温的关系为；临界电压Jc（当超导体中的电压超过某临界电压值Jc时，即转变为正常态）.
临界气温和迈斯纳效应是超导体最基本的两个数学性质。在此以后，人们还发觉了、超导穿透深度（巴黎穿透深度）、超导相干厚度、超导能隙，超导体的核素效应、压力效应、宏观量子效应、隧道效应、交流感应台阶效应、超导毗邻效应等。在超导形成机制上，纽约兄弟提出了巴黎方（和，其中），这就是超导理论的二流体模型。直至1957年，法国科学家巴丁、库珀和施里弗在《物理学评论》提出BCS理论，BCS理论把超导现象看作一种宏观量子效应。即金属中载流子和动量相反的电子可以配对产生所谓“库伯对”，库珀对在晶格当中可以无耗损的运动，产生超导电流。但理论依然不够健全，人们仍在继续探求超导形成的机理。
2低温超导的发觉及铁基超导的研究现况
2.1低温超导的发觉及研究进展
1986年4月，IBM公司蒙特利尔实验室的科学家阿历克斯・缪乐（K.AlexMǖller）和乔治・贝诺兹（J.Georg）发觉了Tc达38K的La-Ba-Cu-O超导体，标志着氧化物低温超导研究的开始。
低温超导体一般是指在液氮湿度（77K）以上超导的材料。1987年2月，中国科大学数学研究所赵忠贤领导的研究小组独立地获得了Tc为92.8K的Ba-Y-Cu-O超导体。实现了超导临界气温从液氦气温（4.2K）向很容易实现的液氮气温（77K）的转变。早已发觉的氧化物超导体镧钡铜氧化物（LBCO）和钇钡铜氧化物（YBCO），在结晶学上都是一种氮化物型结构。因而，研究这有利于人们进行进一步深入研究。在这一思路的指引下，科学家们在实验室外不断改变配方，不断更换元素来合成可能的氧化物超导体。1987年末，我国留美学者盛正直等首先发觉了第一个不含稀土的铊钡铜氧低温超导体。1988年初美国科学家研发成临界气温为110K的铋锶钙铜氧超导体。2001年1月台湾科学家发觉新型MgB2超导体，其临界气温只有39K，并且能承受很高的电压，但是其相干宽度比砷化镓型氧化物相干厚度要大。这也是一个低温超导中的重大发觉。
2.2新型低温超导体―铁基超导的研究现况
自铜氧化物超导发觉以来，其超导机制尚未解决，因而科学家们都希望在铜基超导材料以外再找到新的低温超导材料，从一个新的角度去研究低温超导机制。希望最终解决这个超导形成机制之谜。
2008年1月初，德国科学家细野秀雄小组发觉在中，将部份氧以参杂的形式用氟代替，可使LaO1-的临界气温达到26K，这一突破性进展开启了一种新型低温超导体―铁基超导的研究风潮。3月25日，中国科技学院陈仙辉小组发觉氟参杂钐氧铁砷化合物在临界气温43K时也弄成超导体。3月28日，中国科大学数学研究所赵忠贤小组发觉PrO1-的超导转变体温可达52K，4月下旬,该小组又先后发觉在压力环境下合成的SmO1-和-δ超导转变体温进一步升至55K等。目前，依照母体化合物的组成比和晶体结构，新型铁基超导材料大致可以分为以下四大体系：1）“1111”体系，成员包括（Ln=La,Ce,Pr,Nd,Sm,Gd,Tb,Dy,Ho,Y;Pn=P,As）以及（Dv=Ca,Sr）等；2）“122”体系,成员包括（A=Ba,Sr,K,Cs,Ca,Eu）等；3）“111”体系,成员包括AfeAs（A=Li,Na）等；4）“11”体系，成员包括FeSe（Te）等。
3推论
超导的研究经历的一个艰辛的历程，综观其光辉的发展史，从发觉到发展，都蕴涵着科学家们的研究智慧。相信随着铁基超导进一步深入研究，人们可以最终找到超导形成的机制以及得到临界水温更高、能够得到广泛应用的超导体。
参考文献
[1]马廷灿，万勇，姜山.铁基超导材料制备研究进展.中国科大学国家科学图书馆上海新馆情报研究部，2009.
[2]戴闻，冯庆荣，高政祥.MgB2中的超导电性[J].自然科学进展，2002，12(9)：897-902.
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