实验二高温超导材料物理特性测试 一，实验目的 1.了解高临界温度超导材料的基本特性及其测试方法. 2.了解金属和半导体p结的伏安特性随温度的变化以及温差电效应 3.学习几种低温温度计的比对和使用方法，以及低温温度控制的简便方法. 二、实验原理 电阻随温度的变化的性质，对于各种类型的材料是很不相同的，它反映了物质的内在属 性，是研究物质的基本方法之一。 1.高临界温度的超导电性 当物质的温度下降到某一确定值T:(临界温度)时，超导体的电阻率由有限值变为零的 现象称为零电阻现象，也称为物质的完全导电性。临界温度T是一个由物质本身内部性质 确定的、局域的内禀参量。若样品很纯，且结构完整，超导体在一定温度下，由正常的有阻 状态（常导态）急剧地转为零电阻状态（超导态），如图2-1的曲线I。在样品不纯或不均 匀情况下，超导转变所跨越的温区会展宽，如图2-1的曲线Ⅱ。 R 图2-1超导体的电阻转变曲线 理论上，超导临界温度的定义为：当电流、磁场及其它外部条件（如应力、辅照等）保 持为零或不影响转变温度测量的足够低值时，超导体呈现超导态的最高温度。由正常态向超 导态过渡是在一个有限的温度间隔里完成的，即有一个转变宽度△T,它取决于材料的纯度 晶格的完整性。理想样品的△T≤10K。基于这种电阻变化，可以通过电测量来确定Tc,通 常是把样品的电阻降到转变前正常态电阻值一半时的温度定义为超导体的临界温度T。实际 测量中温度由低到高降温，同时可测得从高到底的升温过程，可得出这两个过程并不会重合 2.金属电阻随温度的变化 金属电阻符合马基申定律(Matthiessen Rule),即总的电阻包括金属的基本电阻和溶 学38 实验二 高温超导材料物理特性测试 一.实验目的 1. 了解高临界温度超导材料的基本特性及其测试方法． 2. 了解金属和半导体 pn 结的伏安特性随温度的变化以及温差电效应． 3. 学习几种低温温度计的比对和使用方法，以及低温温度控制的简便方法． 二、实验原理 电阻随温度的变化的性质，对于各种类型的材料是很不相同的，它反映了物质的内在属 性，是研究物质的基本方法之一。 1．高临界温度的超导电性 当物质的温度下降到某一确定值 TC（临界温度）时，超导体的电阻率由有限值变为零的 现象称为零电阻现象，也称为物质的完全导电性。临界温度 TC是一个由物质本身内部性质 确定的、局域的内禀参量。若样品很纯，且结构完整，超导体在一定温度下，由正常的有阻 状态（常导态）急剧地转为零电阻状态（超导态），如图 2-1 的曲线Ⅰ。在样品不纯或不均 匀情况下，超导转变所跨越的温区会展宽，如图 2-1 的曲线Ⅱ。 图 2-1 超导体的电阻转变曲线 理论上，超导临界温度的定义为：当电流、磁场及其它外部条件（如应力、辅照等）保 持为零或不影响转变温度测量的足够低值时，超导体呈现超导态的最高温度。由正常态向超 导态过渡是在一个有限的温度间隔里完成的，即有一个转变宽度△TC，它取决于材料的纯度 晶格的完整性。理想样品的△TC≤10 -3K。基于这种电阻变化，可以通过电测量来确定 TC，通 常是把样品的电阻降到转变前正常态电阻值一半时的温度定义为超导体的临界温度 TC。实际 测量中温度由低到高降温，同时可测得从高到底的升温过程，可得出这两个过程并不会重合 2.金属电阻随温度的变化 金属电阻符合马基申定律(Matthiessen Rule)，即总的电阻包括金属的基本电阻和溶