3.2能带与超导ppt课件

1、一一. .物态物态物质的聚集态：大量粒子在一定温度、压力等外界物质的聚集态：大量粒子在一定温度、压力等外界条件下聚集而成的稳定结构状态。条件下聚集而成的稳定结构状态。一定条件下，各种物态可相互转化，有时还可以共存。一定条件下，各种物态可相互转化，有时还可以共存。Tp物态物态条条 件件结结 构构性性 质质对称性对称性气态气态液态液态固态固态热运动动能热运动动能分子相互分子相互作用势能作用势能热运动动能热运动动能分子相互分子相互作用势能作用势能热运动动能热运动动能77K) 1986年年 IBM苏黎世实验室苏黎世实验室 La-Ba-Cu-O 30K 美、中、日科学家美、中、日科学家 La-Ba-Cu

2、-O Sr-Ba-Cu-O 57K1987年年 休斯敦大学，朱经武休斯敦大学，朱经武 中科院，赵忠贤中科院，赵忠贤 Y-Ba-Cu-O 98K3 超导物理基础超导物理基础四、高温超导体四、高温超导体（1） 电阻率的温度特性：线性关系电阻率的温度特性：线性关系 （2） 霍尔系数的温度特性：随温度上升而单调下降霍尔系数的温度特性：随温度上升而单调下降（3） 光电导的反常特性光电导的反常特性 （4） 超导能隙的各向异性超导能隙的各向异性 （5） 电子电子电子关联性电子关联性 （6） 临界磁场高，相干长度却很短临界磁场高，相干长度却很短 高温氧化物超导体的反常特性高温氧化物超导体的反常特性 3 超导物

3、理基础超导物理基础四、高温超导体四、高温超导体金刚石金刚石C60石墨石墨碳的三种同素异构体碳的三种同素异构体3 超导物理基础超导物理基础四、高温超导体四、高温超导体C60 稳定的纯碳分子稳定的纯碳分子漂亮的足球漂亮的足球 完美的对称性完美的对称性3 超导物理基础超导物理基础四、高温超导体四、高温超导体C60的结构的结构正二十面体正二十面体截角二十面体截角二十面体3 超导物理基础超导物理基础四、高温超导体四、高温超导体固体中间距固体中间距1.04 纳米含纳米含60个碳原子个碳原子每个每个C原子：原子： 3个最近邻，个最近邻，4个共价键个共价键 单键单键 0.146nm 双键双键 0.138nm

4、结构稳定结构稳定 表面光滑抗辐射表面光滑抗辐射 抗化学腐蚀抗化学腐蚀 具有润滑性具有润滑性 C60的结构的结构12345退出返回3 超导物理基础超导物理基础四、高温超导体四、高温超导体 1991年年4月月 BELL实验室实验室 C60 + K 18K C60 + Ru 30K C60 + Cs 33K 在短短三个月内实现！在短短三个月内实现！超导新星超导新星掺杂掺杂C6012345退出返回3 超导物理基础超导物理基础五、超导应用五、超导应用超导核磁共振超导核磁共振断层成象，超断层成象，超导量子干涉器导量子干涉器件测生物磁件测生物磁场）场）超导红外探超导红外探测，超导磁测，超导磁悬浮列车悬浮列车

5、.3 超导物理基础超导物理基础五、超导应用五、超导应用1. 超导磁体：超导磁体： 永久磁铁永久磁铁 103Gs 常规磁铁常规磁铁 5105Gs (20吨，高温，兆瓦吨，高温，兆瓦) 超导磁铁超导磁铁 (530)104Gs （kg，无热量，千瓦），无热量，千瓦）3 超导物理基础超导物理基础五、超导应用五、超导应用2. 新能源新能源磁流体发电磁流体发电MHD） 热利用率达热利用率达60%2019年年12月月16日日 美英合制的美英合制的MHD向莫斯科供电向莫斯科供电3 超导物理基础超导物理基础五、超导应用五、超导应用3. 磁分离技术磁分离技术超导磁选矿超导磁选矿3 超导物理基础超导物理基础五、超导

6、应用五、超导应用4. 超导磁悬浮列车超导磁悬浮列车 James R. Powell 和和 Gordon T. Danby3 超导物理基础超导物理基础五、超导应用五、超导应用1972年，年， 日本，日本， 第一辆超导磁悬浮原理车第一辆超导磁悬浮原理车1979年年, 日本日本, 时速时速504公里公里2019年年4月，月， 日本，日本， 时速时速552公里公里 日本研制的磁悬浮列车日本研制的磁悬浮列车3 超导物理基础超导物理基础五、超导应用五、超导应用中国研制的高温超导磁悬浮实验车中国研制的高温超导磁悬浮实验车3 超导物理基础超导物理基础五、超导应用五、超导应用上海磁浮列车上海磁浮列车3 超导物理

7、基础超导物理基础五、超导应用五、超导应用上海磁浮列车上海磁浮列车3 超导物理基础超导物理基础电力能源方面：输电电缆、发电机、电动机、变压器超导化电力能源方面：输电电缆、发电机、电动机、变压器超导化 超导储能系统超导储能系统 大型电机设备形状与性能的革命大型电机设备形状与性能的革命能源工业：能源工业： 超导贮能调节电网负荷超导贮能调节电网负荷 超导磁体约束的等离子体和可能产生的核聚变超导磁体约束的等离子体和可能产生的核聚变高温超导实用化高温超导实用化诱人前景诱人前景电子学方面：电子学方面： 超导计算机研究：超导计算机研究： 计算速度高，体积小，功耗低，使用方便计算速度高，体积小，功耗低，使用方便 信息储存量大信息储存量大医学和生物方面：