张安蕾，葛军饴

上海大学 材料基因组工程研究院，上海 200444

1 超导的发现及理论的发展

一切要从20世纪初的一个学术争论开始：接近绝对零度时，金属的电阻会怎样变化？热力学温标的创始人Kelvin爵士认为极低温条件下电子和晶格的热涨落都会被冻结住，从而使得金属变为绝缘体；Matthiessen等人认为金属材料中不可避免的杂质和缺陷会使其电阻在低温下趋于一个有限值；而Dewar等人则认为极低温下金属的电阻会逐渐减小到零从而变为理想导体。荷兰莱顿的Onnes研究小组对极低温有着持续的兴趣，凭借近乎工业化的液化设备，先后将氧气、氢气和氦气（1908年）成功液化，并在此之后还得到了低至1 K的低温。此时，因为Dewar等人已经失去对极低温研究的兴趣，Onnes小组便成为当时世界上几乎唯一一个能在极低温条件下开展相关研究的小组，他们解决了这个困扰科学界多年的谜题。Onnes在对高纯度金属汞的测试中发现，其电阻在低于临界温度（Tc=4.2 K）时突然消失。虽然结果出乎所有人预料，参与争论的每一方都没有成为赢家，但是神奇的超导就此被发现，这就是科学带给人们的惊喜。然而就在所有人都认为超导体就是理想导体的时候，1933年，德国柏林的Meissner和Ochsenfeld发现超导体的另外一个本征特性，完全抗磁性，又被称为Meissner效应，即无论超导体内的初始条件如何，当处在超导态时外磁场会被完全屏蔽在超导体外部。自从Meissner效应被发现后，科学界对超导体的认识才逐渐深入起来。……