什么是“半导体”和“超导体”？

半导体（ semiconductor）指常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。

超导体（英文名：superconductor），又称为超导材料，指在某一温度下，电阻为零的导体。在实验中，若导体电阻的测量值低于一个极小值，可以认为电阻为零。

半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。

人类最初发现超导体是在1911年，这一年荷兰科学家海克·卡末林·昂内斯（Heike Kamerlingh Onnes）等人发现，汞在极低的温度下，其电阻消失，呈超导状态。此后超导体的研究日趋深入，一方面，多种具有实用潜力的超导材料被发现，另一方面，对超导机理的研究也有一定进展。

扩展资料：

超导体基本特性：

一、完全导电性

完全导电性又称零电阻效应，指温度降低至某一温度以下，电阻突然消失的现象。完全导电性适用于直流电，超导体在处于交变电流或交变磁场的情况下，会出现交流损耗，且频率越高，损耗越大。

二、完全抗磁性

完全抗磁性又称迈斯纳效应，“抗磁性”指在磁场强度低于临界值的情况下，磁力线无法穿过超导体，超导体内部磁场为零的现象，“完全”指降低温度达到超导态、施加磁场两项 *** 作的顺序可以颠倒。

三、通量量子化

通量量子化又称约瑟夫森效应，指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时，电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象，即在超导体（superconductor）—绝缘体（insulator）—超导体（superconductor）结构可以产生超导电流。

参考资料来源：

百度百科—超导体

百度百科—半导体

某些材料在温度降到一定程度以下时，它的电阻率将为零并且能将磁力线排出体外，这就是超导体。超导的应用充满诱惑力，因为可以实现完全无阻碍也即无损耗地承载电流，可以节约大量的能源。实际上大部分金属和合金都可以超导，只是它们的超导临界温度很低，一般都小于30K，这正是超导体应用的瓶颈。

1957年，巴丁、库伯和施隶佛用电子-晶格相互作用模型解释了传统金属的超导微观机理（BCS理论），他们认为在低温环境下，动量相反、自旋相反的电子将会间接通过有序排列的原子晶格局域畸变产生吸引相互作用而配对，配对后的电子可以抵消各自受到的散射从而实现无阻碍集体运动，形成零电阻效应。

BCS理论完美解释了传统金属的超导机理，他们三人因此获得诺贝尔奖，其中巴丁已经在此之前因为发明第一个半导体晶体管荣获了一次诺贝尔物理学奖，成为历史上唯一一个获得两次诺贝尔物理学奖的科学家。用我们的“八卦阵模型”来理解BCS理论就是：攻方将士不再是一个个单打独斗，而是互相配合不断吸引阵中敌人的注意力，从而巧妙地绕开阵中障碍冲出重围。用一位漫画家送给李政道先生的画题词来说就是“双结生翅成超导，单行苦奔遇阻力”。

要实现超导大规模应用，最重要的就是需要不断提高超导临界温度，使得超导体在较高温度下就可以使用。1986年始发现的铜氧化物超导家族就具有高达160K的临界温度，使得超导应用在较为廉价的液氮温度下就可以实现，让人们对超导应用充满憧憬。可惜这类材料因机械性能不好、可承载电流密度太低等各种因素局限了它的应用。

值得一提的是，超导体在临界温度以上即所谓“正常态”下一般都是导体甚至是良导体，而铜氧化物超导体母体是绝缘体，通过掺杂更多的载流子成为导体后才能在临界温度以下进入超导态，因此把超导体划分在导体和绝缘体之外似乎也不甚准确。铜氧化物超导体中的超导机理至今尚不清楚，不仅如此，人们还不断发现其他类型的超导体，它们的超导机理更为复杂。在这些新超导发现和机理研究领域前沿，也活跃着不少中国和华人科学家，他们正在为实现未来人类的超导世界贡献智慧和力量。

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