超導元素及合金和化合物

超導元素及合金和化合物

正文

到目前為止，人們已發現在正常壓力下有28種元素、約5000種合金和化合物具有超導電性。
超導元素　表1給出了所有超導金屬元素的臨界溫度和臨界磁場（T=0K時）。正常壓力下鈮的臨界溫度是超導元素中最高的，T0=9.26K；元素中臨界溫度最低的是鎢，T0=0.012K。

超導元素及合金和化合物

超導元素在周期表中的分布有如下的規律：①鹼金屬Li、Na、K、Ru、Cs和良導體 Cu、Ag、Au等一價元素均不是超導體；②Cr、Mn、Fe、Ni、Co等鐵磁性或反鐵磁性元素也都不是超導體;③超導元素的價電子數Z有下列關係:2〈Z〈8；④除個別例外，超導元素明顯地可分為過渡金屬和非過渡金屬兩個集團。在過渡金屬中,Z為奇數的元素,T0較高。當Z=5和7時,T0齣現峰值。對於非過渡金屬，T0隨Z 增大而單調地增高。
某些元素只有在高壓下或低溫底板上澱積為薄膜時才呈現超導電性。前者如Cs、Ba、Y、Ce、Si、Ge、P、As、Sb、Bi、Se、Te和Lu等；後者如Bi。在低溫底板上澱積 W、Be、Ga、Al、In和Sn的薄膜，其T0與大塊材料相比，都有較大的提高。值得強調的是，稀土元素La在150kbar壓力下, 其T0高達12K。通常T0對少量雜質並不敏感，但磁性雜質（如Ir和Mo）會使T0降低，甚至使超導電性消失。
超導合金和化合物　表2中給出了一些合金和化合物的超導臨界溫度和臨界磁場。

超導元素及合金和化合物

迄今具有最高臨界溫度的超導化合物是 Nb3Ge,T0=23.2K；Pb0.7Eu0.3Gd0.2(Mo6S8)的臨界磁場最高,Hc2(0)約700kGs。Nb-Ti合金、Nb3Sn和V3Ga是目前最主要的實用超導材料。（根據1986年以前的資料）
此外，合金和化合物的超導電性還有一些引人注目的性質。例如，即使由非超導元素組成的一些化合物，像Au2Bi，GePt和CuS等，結果變成了超導體。而化合物ErRh4B4卻存在著兩個臨界溫度,在第一個臨界溫度Tc1≈8.55K，它變為超導體，而隨著溫度的繼續降低,在第二個臨界溫度Tc2≈0.9K時，又從超導態過渡到正常態。
參考書目
　管惟炎、李宏成、蔡建華、吳杭生等著：《超導電性·物理基礎》，科學出版社，北京，1981。

配圖

相關連線