日期:

2009年6月9日

超導體就是電阻質為零的導體。一般導體有電阻，所以當電流流過時電能會產生耗損而變成熱能，而以超導體作為電流的傳播媒介時，

若在其內引發電流，由於無電阻，則電流將可持續流轉，也不會因熱效應而衰減，此電流稱為超導電流。

超導體處於臨界溫度（critical temperature，Tc）以下時具有超導現象，主要的超導現象為零電阻和反磁性：

(1) 零電阻：是指電流流通時無阻力的現象，也就是產生永久電流（persistent current），但在超導體內引發的電流，有其上限（稱臨界電流），

超過此上限，超導態立即消失。

(2) 反磁性：是將超導體放入磁場中，會將其內部的磁場完全排除，其內部磁通量（magnetic flux)保持為零。因此，若將一超導體放在一個

普通的磁體上方，則會因排斥作用而懸浮在空中。

新型超導體二硼化鎂 ( MgB2 )

超導體的概念及人們尋找超導體的過程。超導體顧名思義就是通電流後沒有能量耗散的導體，它是由於大量配對電子凝結到一個“步調一致”

的相干態後，其運動不受晶格散射的結果。1911年荷蘭科學家昂納斯發現水銀的超導現象後，人們一直期望能找到室溫超導體。1986年底，

瑞士的倍諾茲和米勒首先在原來不曾想到的氧化物中找到了轉變溫度為30 K以上的超導體，在世界上掀起了一場對高溫超導電性的追逐。

目前氧化物超導體的轉變溫度已經高達130 多K，在某些方面的應用已經嶄露頭角。但由於其自身的特點，氧化物超導體在很多方面的應用受

到限制。

這一新型超導體的發現及其性質、機理與應用前景。2001年3月初，日本科學家報道二元材料二硼化鎂在39 K左右表現出超導特性。這個發現

迅速激起了全世界範圍內的研究熱潮。對二硼化鎂超導體性質的研究進展非常迅速，對二硼化鎂超導體機理的認識也不斷深化。理論計算表明，

在二硼化鎂中有不只一個能帶跨越費米麵，而且電聲耦合所造成的費米麵失穩完全可能在兩個能帶的費米麵處產生能隙，這一點是二硼化鎂

超導體與傳統超導體非常不同之處。有關兩個能隙的圖像後來被比熱、核磁共振、電子隧道譜和角分辨光電子譜的實驗廣泛證實。有關兩個能

隙是如何形成的以及它如何影響超導特性是目前有關二硼化鎂超導體研究的熱點。

二硼化鎂超導體在應用上的契機更讓人激動。首先，這個超導體在20 K左右的溫度，在8萬倍於地球磁場的情況下可以承載很大的超導電流而且

能耗極低。其次，二硼化鎂材料的價格很低，而且遠比陶瓷特性的氧化物高溫超導體容易加工成形。此外，二硼化鎂超導體的超導相干長度較長

，容易製備出超導量子干涉器件用於微弱電磁信號的檢測，在大地探礦、醫療儀器、環境和軍事方面具有廣泛應用前景。

簡要介紹了中國科學家在二硼化鎂超導體的研究中所做的工作，並預言在未來三年中，用二硼化鎂線材所製造的超導磁體將會在中國的科學家手中誕生。

應用的例子如：

磁遮蔽、磁軸承、陀螺儀、公害處理、醫療、化學合成、加速器用磁鐵、光束線磁鐵、氣泡室磁鐵、放電室磁鐵、磁浮列車、船舶推進、

記憶回路、理論回路、腦波器、心磁儀、磁探測、重力波計、低頻通訊、物理性質研究磁鐵、NMR.ESR 、核斷熱消磁