【实验原理】 1.高温超导材料电性 1911年,卡末林昂内斯发 现,将汞冷却到-268.98°C时, onset 汞的电阻突然消失.后来他又发 现许多金属和合金都具有与上 R(t) 述汞相类似的低温下失去电阻 的特性,通常把具有这种特性的 材料称为超导体.超导现象是超 导材料的主要性质之一.把超导 体电阻突然变为零时温度称为 超导转变温度 转变温度并不是只由温度 图1超导材料的电阻转变曲线 决定,只有保持在外磁场、流经电流和应力等值足够低时,超导样品的转变温度被称为超 导临界转变温度T.由于一般上述条件不能完全满足(比如地磁场),而且超导转变往往有 一个区域,因此引入起始转变温度Tc,零电阻温度T,和中点转变温度T来表示, 般所说的转变温度T指的是T 高温超导体样品超导特性的测量采用如图2所 示的四端接法,外两根导线为电流端,内两根导线 为电压端,这样可以避免引线电阻和接触电阻带来 的测量误差 2.PN结伏安特性与温度的关系 在半导体理论中可导出PN结的电压V和电流 密度J关系 图2四端接线法 q(-x) J=AT k T 其中常数r≈1,A是比例因子,q2=E2,E是禁带宽度 Vx称能隙电压,J-关系曲线如图3所示 对上式两边取对数,整理后得到 (+5)InT (T+ 在正常情况下,V<Vg,可见 图3J-V曲线 nx-(3+)ln7}<0【实验原理】 1 2 图 1 超导材料的电阻转变曲线 1.高温超导材料电性 1911 年，卡末林-昂内斯发 现，将汞冷却到-268.98 °C 时， 汞的电阻突然消失．后来他又发 现许多金属和合金都具有与上 述汞相类似的低温下失去电阻 的特性，通常把具有这种特性的 材料称为超导体．超导现象是超 导材料的主要性质之一．把超导 体电阻突然变为零时温度称为 超导转变温度． 转变温度并不是只由温度 决定，只有保持在外磁场、流经电流和应力等值足够低时，超导样品的转变温度被称为超 导临界转变温度Tc．由于一般上述条件不能完全满足（比如地磁场），而且超导转变往往有 一个区域，因此引入起始转变温度Tc onset，零电阻温度Tc 0 ，和中点转变温度Tc m来表示，一 般所说的转变温度Tc指的是Tc m． 高温超导体样品超导特性的测量采用如图 2 所 示的四端接法，外两根导线为电流端，内两根导线 为电压端，这样可以避免引线电阻和接触电阻带来 的测量误差． 图 2 四端接线法 2．PN 结伏安特性与温度的关系 在半导体理论中可导出 PN 结的电压 V 和电流 密度 J 关系 ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − = + Tk VVq ATJ B g r ) ( exp 2 3 （1） 其中常数r≈1，A是比例因子， = EqV gg ，Eg是禁带宽度， Vg 称能隙电压．J-V关系曲线如图 3 所示． 对上式两边取对数，整理后得到 g B VTT r A J q k V + ⎭ ⎬ ⎫ ⎩ ⎨ ⎧ = +− ln) 2 3(ln （2） 在正常情况下，V < Vg，可见 图 3 −VJ 曲线 0ln) 2 3(ln < ⎭ ⎬ ⎫ ⎩ ⎨ ⎧ +− T r A J q k B （3） - 86 -