物理百科知识学习-超导电子学讲解

在物理的学习中，需要我们学习和掌握很多的知识，所以在平时的学习中，我们应该重视一些知识的讲解，下面是学大的专家为大家总结的物理百科知识学习-超导电子学讲解。

超导电子学(superconductive electronics )是超导体物理与电子技术相结合的一门科学，以超导体的约瑟夫逊效应等为基础，主要研究物体处于超导状态下超导电子所具有一系列效应的理论、技术和应用。

1908年，荷兰H.K.翁纳斯首次使氦气液化，成功地获得4.2K低温。1911年超导电子学，他在研究各种金属在低温下的电阻性质时发现了汞的超导电性。1933年，W.迈斯纳和R.奥森菲尔德发现磁场不能进入超导体内部的新现象，即迈斯纳效应。这表明超导体具有完全抗磁性。为了解释超导体的理想导电性(零电阻现象)和完全抗磁性这两个基本特性，1935年德国物理学家F.W.伦敦指出，超导性是一种宏观体系的量子效应，并基于超导性与液氦4He的超流动性的相似性而将其统称为超流体，建立了超导唯象方程即伦敦方程。它指出磁场被排斥到厚度为λ 的伦敦穿透深度的表面薄层中，从而解释了迈斯纳效应。1950年，В.Л.金兹堡和Л.Д.朗道根据相变理论的研究，指出超导态中的超流电子存在某种有序化，且临界温度Tc以下有序度较高，状态用一个序参数 ψ()来描述(相当伦敦理论中的超导波函数)，由此建立了金兹堡-朗道方程，也称GL方程。它惟象地综合了当时超导体已有的宏观规律。另外，由于对超导体热力学性质的研究，人们建立了二流体模型和能隙理论。1950年，J.R.施里弗提出电子-声子的相互作用在低温下导致超导性(电阻消失)，并导出了同位素效应。上述理论和效应都没有从根本上说明超导电性的物理实质。直到1956年，L.N超导电子学.库柏提出在超导体中有电子对，并于1957年建立了巴丁-库柏-施里弗超导微观理论，简称BCS理论。这一理论较为完满地解答了超导电性的物理本质。1962年，英国剑桥大学B.D.约瑟夫逊在关于隧道超流现象的著名论著中预言了超导隧道效应，也称约瑟夫逊效应。1963年实验证实了隧道超流现象确实存在。随后发现了Jc-H关系、I-υ 阶梯特性和自感应阶梯。1964年，默塞里奥与西尔弗发现约瑟夫逊双结量子干涉现象，两年后发明了双结磁强计。直流约瑟夫逊效应遂得以建立起严格的理论。人们从而发现红外检测的机理并观察到约瑟夫逊结的微波辐射效应、倍频、分谐波和混频效应，并用约瑟夫逊效应测定物理常数e/h值，制作出超导伏特计，发明记忆储存元件等。1970年又发明了单结环路的射频超导量子干涉器件等。约瑟夫逊效应从实验阶段走向了应用阶段，由此繁衍出的各类超导器件在现代各学科中获得广泛应用，并形成一门崭新的超导电子学。为此，超导隧道效应发现者约瑟夫逊、隧道技术开创者江崎玲於奈，以及半导体隧道和超导隧道间的桥梁架设者I.贾埃弗三人获得1973年诺贝尔奖金。

同学们了解了物理百科知识学习-超导电子学讲解，在平时的学习中，重视基础知识的学习，这样我们才能在考试中取得好成绩。