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室温超导到底是什么？带你了解更多超导材料！

来源：新材料在线|

发表时间：2023-08-07

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7月22日，韩国研究团队宣称发现了全球首个室温超导材料——“改性铅磷灰石晶体结构（LK-99）”。这一消息迅速引起了科学界的轰动，许多研究团队开始快马加鞭对此研究进行复现。

8月1日下午，一位B站UP主发布了一则视频宣布：“首次成功验证了室温下比Sukbae Lee样品具有更大悬浮角的LK-99晶体。有望实现室温、非接触式超导磁悬浮的真正潜力。”据悉，该up主来自华中科技大学，其所在的团队由华中科技大学材料学院教授常海欣带领，成员是博士后武浩、博士生杨丽。

超导若能实现工程应用，意味着人类能源储存和传输效率产生颠覆性改变；而超导材料的应用，也意味着在计算机芯片乃至可控核聚变等领域，都有着更加光明的前景。

创新材料馆汇集来自全球顶尖企业的创新材料信息和实物，其中也包括许多超导材料，让我们来一探究竟：

MgO超导晶片薄膜

MgO单晶基片，氧化镁(MgO)单晶基片广泛应用在多个薄膜技术领域中。如用于制作磁学薄膜、半导体薄膜、光学薄膜和高温超导薄膜等。

超导薄膜除几何尺寸与块状超导体不同外，其结构和超导性质也有较大差别。对于块状超导体，磁场穿透层很薄，可以忽略不计，具有完全的抗磁性。但是超导薄膜的磁场穿透层与薄膜相比，就不能忽略不计。此外，当超导薄膜厚度很小时（小于10纳米），它的超导临界转变温度将下降。

MgO单晶基片，广泛应用于制作铁电薄膜、磁学薄膜、光点薄膜和高温超导薄膜等。由于它在微波波段的介电常数和损耗都很小，且能得到大面积的基片（直径两英寸及更大），所以是当前产业化的重要高温超导薄膜单晶基片之一。可用于制作移动通讯设备所需的高温超导微波滤波器等器件。

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石墨烯微纳腔超导膜

石墨烯微纳腔超导膜的导热性能优异，面内热扩散系数高达600m㎡/s；厚度在0.3-1mm的范围可定制。它兼具电损耗特性，在0.3GHz-10.0GHz的电磁波频率范围内均有很好的电磁屏蔽及微波吸收功能，同时也有很好的可加工性。

材料特点：

1、由纯石墨烯成分组成，结构单一，性能均匀稳定。

2、导电性能优异，微观结构蓬松多孔，密度低，且导热能力突出。

3、可与其他材料复合使用，以满足有些特定的应用场景。

4、厚度可以根据需求定制。

可以有效的吸收导体表面的爬行波，减少电磁干扰。

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超导合金

在常压下有28种元素具超导电性，其中铌（Nb）的Tc最高，为9.26K。实际应用的主要是铌和铅(Pb，Tc=7.201K)，已用于制造超导交流电力电缆、高Q值谐振腔等。

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稀土超导材料

稀土超导材料就是在超导材料中添加稀土，目前主要包含5种稀土元素：La、Gd、镥(Lu)、铈(Ce)、Y，其中3个为常压条件，后2个为高压条件。可使其临界温度大幅提高到70～90K，从而使超导材料能够在液氮中使用。

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超导陶瓷

超导陶瓷是一类在临界温度时电阻为零的陶瓷，高临界温度（90开以上）的超导陶瓷材料。

在电力系统方面，可以用于输配电；在交通运输方面，可以制造磁悬浮高速列车；利用超导陶瓷的约瑟夫逊效应可望制成超小型、超高性能的第五代计算机；利用其抗磁性，在环保方面可以进行废水净化和去除毒物；在医药方面可以从血浆中分离血红细胞并正在研究抑制和杀死癌细胞；在高能物理方面利用其磁场加速高能粒子等；用于电子陶瓷。