October 27, 2011

D9957071景二甲何明育----何謂超導體

超導體(Superconductor)是一種導電性較一般導體更佳的超級導體。當溫度低於其超導轉變溫度(或稱臨界溫度)[Critical Temperature ; Tc]時,它具有以下兩種特性零電阻以及反磁性。

[零電阻]
於一般導體內,電子通過時會與導體內原子所構成之對稱結構(晶格)作用,能量部分傳遞至晶格上形成晶格振動而造成損失(放熱),此為電阻之成因。於金屬導體中,晶格與導電電子作用程度隨溫度上升而增加,故其電阻亦隨溫度上升;而於半導體中,溫度上升有助於產生更多導電電子,此效應大於晶格與導電電子之作用,因而溫度上升時,電阻反而下降。

 超導體的導電現象則與一般導體不同。當溫度高於其Tc時,超導體表現出一般導體或半導體之特性,此時仍有電阻產生;但溫度降至Tc以下時,電子在結構中運動完全不會受到晶格之影響,亦即電阻完全消失,此種現象即稱為零電阻(Zero Resistance)

  [反磁性
 有電必有磁,超導體既然具有如此特殊之電性,那麼也可能具有於不同於一般的磁特性。超導體在溫度高於其Tc時,其外加磁場可自由穿過其內部,亦即超導體內部可有磁場存在;但溫度低於Tc時,則超導體內之磁場便全被排出其內部,成為一零磁場狀態,即為反磁性(Diamagnetism)。此現象於1933年為Meissner發現,故稱為Meissner效應

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