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什么是“半导体”和“超导体”?

发布时间:2021-09-20 07:18:19
来源:亚娱体育平台

  超导体(英文名:superconductor),又称为超导材料,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一个极小值,可以认为电阻为零。

  半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。

  人类最初发现超导体是在1911年,这一年荷兰科学家海克·卡末林·昂内斯(Heike Kamerlingh Onnes)等人发现,汞在极低的温度下,其电阻消失,呈超导状态。此后超导体的研究日趋深入,一方面,多种具有实用潜力的超导材料被发现,另一方面,对超导机理的研究也有一定进展。

  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。

  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。

  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(superconductor)—绝缘体(insulator)—超导体(superconductor)结构可以产生超导电流。