超导材料的发展史

• 　　1911年，荷兰科学家海克·卡末林·昂内斯用液氦冷却汞，当温度下降到绝对温标4.2K时水银的电阻完全消失，这种现象称为超导电性，此温度称为临界温度。根据临界温度的不同，超导材料可以被分为：高温超导材料和低温超导材料。但这里所说的「高温」，其实仍然是远低於冰点摄氏0℃的，对一般人来说算是极低的温度。

  　　1933年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，磁感应线将从超导体中排出，不能通过超导体，这种现象称为抗磁性。

  　　经过科学家们的努力，超导材料的磁电障碍已被跨越，下一个难关是突破温度障碍，即寻求高温超导材料。

  　　1973年，发现超导合金――铌锗合金，其临界超导温度为23.2K，这一记录保持了近13年。

  　　1986年，设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物（镧钡铜氧化物）具有35K的高温超导性。此后，科学家们几乎每隔几天，就有新的研究成果出现。

  　　1986年，美国贝尔实验室研究的超导材料，其临界超导温度达到40K，液氢的“温度壁垒”（40K）被跨越。

  　　1987年，中国科学家赵忠贤以及美国华裔科学家朱经武相继在钇－钡－铜－氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上，液氮的“温度壁垒”（77K）也被突破了。1987年底，铊－钡－钙－铜－氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从1986－1987年的短短一年多的时间里，临界超导温度提高了近100K。

  　　2001年，二硼化镁（MgB2）被发现其超导临界温度达到39K [1]。此化合物的发现，打破了非铜氧化物超导体（non-cuprate superconductor）的临界温度纪录。

  　　1990至2000年代，具ZrCuAsSi结构的稀土过渡金属氮磷族化合物（rare-earth transition-metal oxypnictide, ReTmPnO）陆续被发现[2] [3]。但并未有人发现其中的超导现象。

  　　2008年，日本的Hideo Hosono团队发现在铁基氮磷族氧化物（iron-based oxypnictide中，将部份氧以掺杂的方式用氟作部份取代，可使LaFeAsO1-xFx的临界温度达到26K[4]，在加压後（4 GPa）甚至可达到43K[5]。其後，中国的闻海虎团队，发现在以锶取代稀土元素之後，La1-xSrxFeAsO亦可达到临界温度25K[6]。其後，中国的科学家陈仙辉、赵忠贤等人，发现将镧以其他稀土元素作取代，则可得到更高的临界温度；其中，SmFeAs[O0.9F0.1]可达55K[7] [8]。另外，将铁以钴取代（LaFe1-xCoxAsO），稀土元素以钍取代（Gd1-xThxFeAsO），或是利用氧缺陷（LaFeAsO1-δ）等方式，也都可以引发超导[9] [10] [11]。

  　　此系统亦被简称为「1111系统」。此化合物的发现，非但再度打破了由MgB2保持的非铜氧化物超导体（non-cuprate superconductor）的临界温度纪录，其含铁却有超导的特性也受人注目。