关于超导元素及合金和化合物介绍

[拼音]：chaodao yuansu ji hejin he huahewu

[外文]：superconducting elements，alloys and compounds

到目前为止，人们已发现在正常压力下有28种元素、约5000种合金和化合物具有超导电性。

表1给出了所有超导金属元素的临界温度和临界磁场（T=0K时）。正常压力下铌的临界温度是超导元素中最高的，T0=9.26K；元素中临界温度最低的是钨，T0=0.012K。

超导元素在周期表中的分布有如下的规律：

（1）碱金属Li、Na、K、Ru、Cs和良导体 Cu、Ag、Au等一价元素均不是超导体；

（2）Cr、Mn、Fe、Ni、Co等铁磁性或反铁磁性元素也都不是超导体；

（3）超导元素的价电子数Z有下列关系:2〈Z〈8；

（4）除个别例外，超导元素明显地可分为过渡金属和非过渡金属两个集团。在过渡金属中，Z为奇数的元素，T0较高。当Z=5和7时，T0出现峰值。对于非过渡金属，T0随Z 增大而单调地增高。

某些元素只有在高压下或低温底板上淀积为薄膜时才呈现超导电性。前者如Cs、Ba、Y、Ce、Si、Ge、P、As、Sb、Bi、Se、Te和Lu等；后者如Bi。在低温底板上淀积 W、Be、Ga、Al、In和Sn的薄膜，其T0与大块材料相比，都有较大的提高。值得强调的是，稀土元素La在150kbar压力下， 其T0高达12K。通常T0对少量杂质并不敏感，但磁性杂质（如Ir和Mo）会使T0降低，甚至使超导电性消失。

表2中给出了一些合金和化合物的超导临界温度和临界磁场。

迄今具有最高临界温度的超导化合物是 Nb3Ge，T0=23.2K；Pb0.7Eu0.3Gd0.2(Mo6S8)的临界磁场最高，Hc2(0)约700kGs。Nb-Ti合金、Nb3Sn和V3Ga是目前最主要的实用超导材料。（根据1986年以前的资料）

此外，合金和化合物的超导电性还有一些引人注目的性质。例如，即使由非超导元素组成的一些化合物，像Au2Bi，GePt和CuS等，结果变成了超导体。而化合物ErRh4B4却存在着两个临界温度，在第一个临界温度Tc1≈8.55K，它变为超导体，而随着温度的继续降低，在第二个临界温度Tc2≈0.9K时，又从超导态过渡到正常态。

参考书目

1. 管惟炎、李宏成、蔡建华、吴杭生等著：《超导电性·物理基础》，科学出版社，北京，1981。