半導體、超導及其應用

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1、半導體、超導及其應用福安二中陳玉生1．導體、絕緣體、半導體的區(qū)分的依據(jù)，通常是根據(jù)材料的電阻率的大小來區(qū)分材料電阻率導體半導體絕緣體半導體材料：鍺、硅、砷化鎵、銻化銦等半導體的導電性能介于導體與絕緣體之間，且半導體的導電性能受外界條件影響很大，除了溫度外，用光照射半導體，在半導體中摻入微量的其他物質，都會使半導體的導電性能發(fā)生顯著的變化。2．半導體的電阻率變化特點①電阻率不隨溫度的增加而增加，反而隨溫度的增加而減?、诎雽w的導電的性能可以有外界的條件來控制(如溫度、光照等等)半導體材料的電阻率隨溫度升高而減小，稱為半導體的熱敏特性半導體材料的電阻率隨光照而減少，稱為半導體

2、的光敏特性半導體材料中摻入微量雜質也會使它的電阻率急劇變化，稱為半導體的摻雜特性GodSon龍芯（狗剩）在20世紀初，金屬導電理論認為：金屬電阻隨溫度降低而減小，同電子運動隨溫度的變化規(guī)律一致。按這種理論，溫度降到絕對零度時電子將“凝聚”在原子上，電阻為極大，金屬會成為絕緣體。1908年，荷蘭萊頓大學的卡茂林-昂尼斯首次實現(xiàn)氮的液化，獲得了4.2K（-268．8℃）的低溫，為研究低溫條件下物質導電創(chuàng)造了條件。他發(fā)現(xiàn)幾種金屬導體（鉛、鋁）的電阻率隨溫度降低而減小，直至冷卻到液態(tài)空氣溫度80K時仍維持不變。1911年，卡茂林-昂尼斯發(fā)現(xiàn)，將汞冷卻到-268.98℃時，汞的電阻

3、突然消失；后來他又發(fā)現(xiàn)許多金屬和合金都具有與上述汞相類似的低溫下失去電阻的特性。1913年，卡茂林-昂尼斯在諾貝爾領獎演說中指出：低溫下金屬電阻的消失“不是逐漸的，而是突然的”，“水銀在4.2K進入了一種新狀態(tài)，由于它的特殊導電性能，可以稱為超導態(tài)。”這一發(fā)現(xiàn)引起了世界范圍內的震動。在他之后，人們開始把處于超導狀態(tài)的導體稱為超導體。超導體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失，被稱作零電阻效應。導體沒有了電阻，電流流經超導體時就不發(fā)生熱損耗，電流可以毫無阻力地在導線中流動。這樣就能以極小的功率在線圈中通過巨大的電流，從而產生高達幾特以至幾十特的超強磁場，這是人們長期以來夢寐以

4、求的。三、超導體1．超導現(xiàn)象和超導體：當溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小到無法測量的程度，可以認為其電阻率突然變?yōu)榱悖@種現(xiàn)象叫做超導現(xiàn)象，能夠發(fā)生超導現(xiàn)象的物質稱為超導體．2．轉變溫度TC：材料由正常狀態(tài)轉變?yōu)槌瑢顟B(tài)的溫度，叫做超導材料的轉變溫度．3.高溫超導4.超導體的兩個基本性質（1）、零電阻性遠距離輸電超導電磁鐵和超導電機計算機高溫超導變壓器（2）、抗磁性磁懸浮列車超導磁懸浮5.我國的超導體研究我國的超導體研究工作走在世界的前列，目前已找到超導臨界溫度達132K的超導材料.6.我國的磁懸浮列車我國第一條磁懸浮列車試驗線在長沙建成通車我國磁懸浮列

5、車駕駛室和車廂內部我國第一條磁懸浮列車試驗線上試車情景