超导电性的探寻

超导电性是指某些物质在一定温度条件下电阻降为零的性质。1911年荷兰物理学家H.卡末林.昂内斯发现汞在温度降至4.2K附近时突然进入一种新状态，其电阻小到实际上测不出来，他把汞的这一新状态称为超导态。以后又发现许多其他金属也具有超导电性。低于某一温度出现超导电性的物质称为超导体。

超导电性可以在周期表中许多金属元素中观测到，也可以在合金、金属间化合物和掺杂半导体中观测到。后来，又相继在铜氧化物和掺杂的C60中观测到高临界温度的超导电性。

在已观测到超导电性的金属元素中，铌 Nb 的临界温度达到了 9.50K，而铑Rh的临界温度只有0.0003K。许多金属在很低的温度下还没有观测到超导电性、例如 Li，Na，K分别直到0.08K,0.09K和 0.08K仍是正常导体，Cu，Ag. Au 分别直到 0.05K,0.35K和 0.05K仍是正常导体.而且已有理论计算预言，如果钠Na和钾K有超导状态，它们的转变温度致少低于10-5K。但这都是大气压下的情况，有些材料在高压下可以成为超导体。例如铯Cs 在11GPa的压强下经过一些相变在 1.5K以下成为超导体，而锶 Si在16.5GPa时成为超导体, Tc=8.3K。

是否温度足够低时所有非磁性金属元素都成为超导体?目前尚不知道。实验上要寻找转变温度极低的超导体，清除样品中的外来磁性元素很重要，因为它们能急剧降低转变温度。纯钼的Tc=0.92K,而百万分之几的铁就能把它的超导电性破坏掉。百分之一的镉能把镧的 Tc从5.6K降到 0.6K.非磁性杂质对转变温度则没有非常明显的作用。

一些有机化合物在很低的温度下有超导电性。而从实用的角度看，探寻高转变温度超导体的努力受到更大的关注。1986 年柏诺兹(J.G.Bednorz)和缪勒(K.A.Möller)发现LaBaCuO的临界温度高达35K,掀起了一股探寻高Tc氧化物超导体的热潮，在短短几年间，找到了Tc=135K的铜氧化物超导体。1991年，赫巴德等人在掺钾的 C60中观察到高达18K的超导电性，掀起了高温超导研究的又一热潮。这些实验发现包含了什么新的物理，至今仍是需要实验和理论物理学家深入研究和回答的问题。