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第九十八章 超导体（第2页）

叶晨回过神来，点了点头，他现在想来确实对这方面缺乏一个确切的认识，只是在之前的书本、科学杂志以及网络上知道其重要性罢了，所以也需要一些专业人士的讲解，可在他准备让魏昭雯给他说一说的时候，叶晨的脑海中突然出现了大量相关方面的知识，他在短暂的惊讶后，便猜到这可能是因为他抽出的科技已经在他脑海里进行了存储，所以叶晨顿了顿说道：

“呃，昭雯，我其实对这方面也有些了解，超导材料，指在某一温度下，电阻为零的导体，在实验中，若导体电阻的测量值低于10-25Ω，可以认为电阻为零，现在华国以及其他国家在一些极限温度下已经取得了部分超导材料样品，但无法大批量制造和应用。

而超导体不仅具有零电阻的特性，另一个重要特征是完全抗磁性，超导体已经进行了一系列试验性应用，并且开展了一定的军事、商业应用，在通信领域可以作为光子晶体的缺陷材料。”

叶晨想了想脑海里的知识，稍稍整理了一下继续说道：

“超导体具有三个基本特性：完全电导性、完全抗磁性、通量量子化。

完全导电性又称零电阻效应，指温度降低至某一温度以下，电阻突然消失的现象。

完全导电性适用于直流电，超导体在处于交变电流或交变磁场的情况下，会出现交流损耗，且频率越高，损耗越大。

[1]交流损耗是超导体实际应用中需要解决的一个重要问题，在宏观上，交流损耗由超导材料内部产生的感应电场与感生电流密度不同引起；在微观上，交流损耗由量子化磁通线粘滞运动引起。

交流损耗是表征超导材料性能的一个重要参数，如果交流损耗能够降低，则可以降低超导装置的制冷费用，提高运行的稳定性。

完全抗磁性又称迈斯纳效应，“抗磁性”

指在磁场强度低于临界值的情况下，磁力线无法穿过超导体，超导体内部磁场为零的现象，“完全”

指降低温度达到超导态、施加磁场两项操作的顺序可以颠倒。

完全抗磁性的原因是，超导体表面能够产生一个无损耗的抗磁超导电流，这一电流产生的磁场，抵消了超导体内部的磁场。

超导体电阻为零的特性为人们所熟知，但超导体并不等同于理想导体。

从电磁理论出发，可以推导出如下结论：若先将理想导体冷却至低温，再置于磁场中，理想导体内部磁场为零；但若先将理想导体置于磁场中，再冷却至低温，理想导体内部磁场不为零。

对于超导体而言，降低温度达到超导态、施加磁场这两种操作，无论其顺序如何，超导体超导体内部磁场始终为零，这是完全抗磁性的核心，也是超导体区别于理想导体的关键。

通量量子化又称约瑟夫森效应，指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时，电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象，即在超导体—绝缘体—超导体的结构里可以产生超导电流。

约瑟夫森效应分为直流约瑟夫森效应和交流约瑟夫森效应。

直流约瑟夫森效应指电子对可以通过绝缘层形成超导电流。

交流约瑟夫森效应指当外加直流电压达到一定程度时，除存在直流超导电流外，还存在交流电流，将超导体放在磁场中，磁场透入绝缘层，超导结的最大超导电流随外磁场大小作有规律的变化。”