【实验原理】 R 1.高温超导材料电性 1911年，卡末林.昂内斯发 RO) 现，将汞冷却到-268.98℃时， 求的电阻突然消失，后来他又发 现许多金属和合金都具有与 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》 把超导 体电阻突然变为餐时温度称为 超导转变温度. 转变温度并不是只由温度 图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，招导样品的转变温度被称为超 导临界转变温度，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 区域 因此引入起始转变温度T, 零电阻温度，和中点转变温度T"来表示， 一般所说的转变温度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 "expa(v-v) (1) 其中常数r≈1，A是比例因子，q=E。,E是禁带宽 度，。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 r=g-e+mr+ (2) 在正常情况下，V<Vg,可见 图3J-V曲线 名子er小0 (3) .46 - 46 - 1 2 图 1 超导材料的电阻转变曲线 【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， 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． 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 ú û ù ê ë é - = + k T q V V J AT B g r ( ) exp 2 3 （1） 其中常数 r ≈ 1，A 是比例因子，qVg = Eg ，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 T T V r A J q k V + þ ý ü î í ì = - + )ln 2 ln (3 （2） 在正常情况下，V < Vg，可见 )ln 0 2 ln (3 < þ ý ü î í ì - + T r A J q k B （3） 图 2 四端接线法 图 3 J -V 曲线