高温超导

高温超导体（缩写为high-Tc或HTS）被定义为在温度（液氮的沸点）超过77K（-196.2℃；-321.1℉）时表现为超导体的材料。

高温这个形容词只是针对以前已知的超导体，它们在接近绝 对零度的更低温度下发挥作用。从绝 对值来看，这些高温仍然远远低于环境温度，因此需要冷却。

第 一个高温超导体是由IBM研究人员贝德诺尔茨和穆勒于1986年发现的，他们因发现陶瓷材料中的超导性这一重要突破而于1987年获得诺贝尔物理学奖。大多数高Tc材料是II型超导体。

高Tc超导体的主要优点是它们可以通过使用液氮来冷却，而以前已知的超导体需要昂贵且难以处理的冷却剂，主要是液氦。高Tc材料的第二个优点是它们在比以前的材料更高的磁场中保持其超导性。这对于建造超导磁体很重要，而超导磁体是高Tc材料的主要应用。

大多数高温超导体是陶瓷材料，而不是以前已知的金属材料。陶瓷超导体适用于一些实际用途，但它们仍然有许多制造问题。例如，大多数陶瓷是脆性的，这使得用它们制造导体非常麻烦。然而，克服这些缺点是大量研究的主题，并且正在取得进展。

主要的一类高温超导体是与其他金属结合的铜氧化物，特别是稀土钡铜氧化物（REBCOs），如钇钡铜氧化物（YBCO）。

实际分类中的第二类高温超导体是铁基化合物。二硼化镁有时被列入高温超导体。它的制造相对简单，但它只在43°K以下超导，这使得它不适合用于液氮冷却（比氮气三点温度低约30°K）。

一些压力极高的超氢化合物通常被归类为高温超导体。事实上，许多关于高温超导体的文章都可以找到这种不适合实际应用的高压气体的研究。

目前Tc的记录保持者是碳质氢化硫，比之前由十氢氧化镧保持的记录高出近30°K。然而，这些化合物的超导性最近受到了质疑。

超导性是由Kamerlingh Onnes于1911年在一种金属固体中发现的。从那时起，研究人员就试图在越来越高的温度下观察超导性，目的是寻找室温超导体。

到20世纪70年代末，在一些金属化合物（特别是Nb基化合物，如NbTi、Nb3Sn和Nb3Ge）中观察到了远高于元素金属温度的超导性，甚至可以超过20K（-253.2℃）。

1986年，在瑞士苏黎世附近的IBM研究实验室，Bednorz和Mü ller正在寻找一类新的超导陶瓷：铜氧化物或杯状物。

贝德诺兹发现了一种特殊的氧化铜，其电阻在-238℃（35.1K）左右的温度下降至零。他们的结果很快被许多小组证实。

1987年，安德森基于共振价键理论对这些材料进行了首次理论描述，但对这些材料的全面理解今天仍在发展之中。

1987年，Bickers、Scalapino和Scalettar首次提出d波对参与了高温杯状超导，随后Inui、Doniach、Hirschfeld和Ruckenstein在1988年利用自旋波动理论提出了三个后续理论。

Gros、Poilblanc、Rice和Zhang以及Kotliar和Liu确定了d波对是RVB理论的一个自然结果。

杯状超导体的d波性质已被各种实验所证实，包括通过角度分辨光发射光谱直接观察激发光谱中的d波节点，隧道实验中的半整数通量，以及从穿透深度、比热和热导率的温度依赖性间接观察。

截至2021年，在环境压力下具有最高转变温度的超导体是汞、钡和钙的杯状物，温度约为133K。