Ⅰ 超導量子器件有什麼特性
自1962年發現約瑟夫遜效應後，直流超導量子器件和射頻超導量子器件相繼於1964年和1967年問世。由超導量子干涉器件構成的測量儀器具有很高的磁場靈敏度、很寬的動態范圍和優良的頻率響應特性；所以有廣泛的用途。利用超導量子干涉器件可以測出由人的心臟和腦產生的極微弱的信號，也可以測出由潛入海洋的潛艇產生的對地球磁場的干擾或含油和礦床的地質層中的磁場分布。
從1964年以來，研究工作者已將超導量子干涉器件的極高靈敏度用於進行廣泛的科學研究。它可以測量極小的電壓、電流和電阻；可用於尋找油田和地熱能源；研究地震活動；偵察潛艇等。斯坦福大學的科學家用連到5噸重鋁棒上的超導量子干涉器件來尋找萬有引力輻射線。超導量子干涉器件的用途極為廣泛，幾乎所有使用超導體的電子儀器都涉及到超導量子干涉器件。隨著超導技術的發展，超導量子干涉器件的應用必然不斷地擴大。
許多科學家堅信，未來的超大容量快速計算機一定會用到超導的，也就是使用約瑟夫遜元件的超高速計算機。前面已經談過，所謂約瑟夫遜效應就是把兩個超導體材料靠得非常緊、離得非常近時，即使它們之間的物質是絕緣的也會有電流流過。可以簡單地講，運用這個效應的器件就叫做約瑟夫遜元件。通過調節兩塊超導體間的絕緣層的厚薄，可以使其電壓比某一特定值大時才有電流通過，小則沒有。約瑟夫遜元件就是利用了這一現象。
這種現象與半導體的二極體是相同的，所以可以用於計算機。但是，約瑟夫遜器件具有極高的開關速度(是硅器件的10～100倍)和低功耗(只有硅的千分之一以下)，因此發熱量極小，可以實現體積小、高密集度。例如，日本電氣公司開發出了使用約瑟夫遜元件新的邏輯電路，其門開關速度達到一萬億分之一秒。
Ⅱ 科學家首次發現了單向超導體，具體是如何發現的
單向超導體的發現並不容易。一個世紀以來，單向超導體的科學研究使四位生物學家依次獲得諾貝爾獎。科學家們發現純金屬導線的電阻隨著溫度的降低而縮小。萊頓大學實驗物理學家卡馬林發現汞電阻接近絕對溫度零下273的超低溫急劇下降完全消退。而超導體的發現是在一篇文章中首次使用了超導電性一詞，因此昂內斯獲得了諾貝爾物理學獎。
單向超導體比超導體的結構更穩定，運行速度更快，阻力更小。超導體的發現是荷蘭科學家卡莫林·昂內斯發現了超導體，它可以使電子產品的效率提高數百倍，而且沒有動能消耗。單邊超導體是指電流只遇到一個方向的流動性，即零阻力。這就像創造和發明一種冰，向一個方向滾動是零阻力，向另一個方向滑動遇到無限的阻力一樣令人難以置信。這在以前是不可能的，但這項科學研究已經完成了這種技術。
Ⅲ 鐵電存儲器
相對於其它類型的半導體技術而言，鐵電存儲器具有一些獨一無二的特性。傳統的主流半導體存儲器可以分為兩類--易失性和非易失性。易失性的存儲器包括靜態存儲器SRAM（static random access memory)和動態存儲器DRAM （dynamic random access memory)。 SRAM和DRAM在掉電的時候均會失去保存的數據。 RAM 類型的存儲器易於使用、性能好，可是它們同樣會在掉電的情況下會失去所保存的數據。
非易失性存儲器在掉電的情況下並不會丟失所存儲的數據。然而所有的主流的非易失性存儲器均源自於只讀存儲器（ROM）技術。 正如你所猜想的一樣，被稱為只讀存儲器的東西肯定不容易進行寫入操作，而事實上是根本不能寫入。所有由ROM技術研發出的存儲器則都具有寫入信息困難的特點。這些技術包括有EPROM (幾乎已經廢止）、EEPROM和Flash。 這些存儲器不僅寫入速度慢，而且只能有限次的擦寫，寫入時功耗大。
鐵電存儲器能兼容RAM的一切功能，並且和ROM技術一樣，是一種非易失性的存儲器。鐵電存儲器在這兩類存儲類型間搭起了一座跨越溝壑的橋梁--一種非易失性的RAM。
he 內容提要：
鐵電存儲器是近10餘年研究出的一種重量輕、存取速度快、壽命長、功耗低的新型存儲器，有極好的應用背景。本書是引領域的第一本專著，內容包括鐵電基礎知識、鐵電存儲器件的設計、工藝、檢測、存儲物理有關的問題（擊穿、漏電流、開關機制、疲勞）以及鐵電存儲器件的應用。全書引用550篇文獻，概括了2000年之前人類在該領域所做的主要工作，其中包括著者本人的工作。本書內容新穎、實用、既有理論又有應用（側重前者）。可供集成電路工程師、器件物理學家參考，也可作為應用物理和工程類專業高年級本科生的教學參考書。
作者簡介：
Prof.Scott就學於美國哈佛大學和俄贏亥俄州大學，畢業後在Bell電話實驗室量子電子部工作了六年。他曾是美國Colorado大學教授（1971-1992），隨後在澳大利亞墨爾本和悉尼工作七年，任新南威爾士大學理學院院長。1999年起他成為英國劍橋大學鐵性材料研究的教授。 Scott教授在科不雜志上已發表論文400餘篇，是5本書的著作或共著者。他是美國物理學會 Fellow，並且從德國得到高級Humboldt獎（1997-1998），從日本得到Monkasho獎（2001），在莫斯科得到名譽博士學位（2003）。他是美國Symetrix公司的創始人之一，並任該公司的指導委員會主席。1997年他曾以科學訪問教授身份服務於日本 Sony公司。
目錄：
1.導言
1.1 鐵電體的基本性質:體材料
1.2 鐵電薄膜:退極化場和有限尺寸效應
2.RAM的基本性質
2.1 系統設計
2.2 實際器件
2.3 測試
3.DRAM和NV-RAM的電擊穿
3.1 熱擊穿機制
3.2 Von Hippel方程
3.3 枝晶狀擊穿
3.4 擊穿電壓不對稱和漏電流不對稱
4.漏電流
4.1 Schottky發射
4.2 鐵電薄膜Schottky理論的修正
4.3 電荷注人
4.4 空間電荷限制電流BCLC
4.5 負電阻率
5.電容-電壓關系C(V)
5.1 支持薄耗盡層的方面
5.2 支持完全耗盡薄的論據
5.3 Zuleeg-Dey模型
5.4 混合模型
5.5 基於XPS的能帶結構以匹配關系
5.6 離子空間電荷限制電流
……
6.開關動力學
7.電荷注入和疲勞
8.頻率依賴
9.制備過程中的相序
10. CBT族Aurivillius相層狀結構
11.淀積和工藝
12.非破壞性出器件
13.基於超導體的鐵電器件：相控陣雷達和
14.薄膜黏結
15.電子發射和平面顯示器
16.光學器件
17.納米相器件
18.缺點和不足
習題
參考文獻
索引
Ⅳ 超導體的應用有哪些
磁共振成像迅速發展為商品化生產，至今世界上約有700多台磁共振成像儀，產品生產主要集中於美國和德國，美國約佔70％，磁體類型中，超導磁體佔了全部產品的95％左右。
超導磁分離，是根據種種物質磁性和密度的差異進行分選的一種方法。由於磁杯不同的顆粒在磁分離裝置的分選空間中受到磁力、機械力不同的作用，將沿不同路徑運動，從而可分別接取磁性產品和非磁性產品。
超導磁體具有不可比擬的低耗能特點，這些都大大降低了分離裝置的運行成本，雖然初始投資略高於常規磁體，但運行成本非常低，預計可降低90％以上。
超導貯能與其他貯能技術相比有許多優點，貯能密度大，貯能效率高(90％～95％)，釋放能時沒有效率損失。
超導貯能技術有許多重要用途，它在節約電能、提高電網穩定性和調節電力系統尖峰負荷方面有重要作用；它還可作為宇宙站的電源，也可作為受控熱核反應、激光武器、粒子束武器和電磁軌道炮等的脈沖電源。
將常規發電機的轉子以超導線圈替代則形成超導同步發電機。超導發電機與常規發電機相比，具有以下優點：機械與通風損耗少，雖然增加了冷卻系統的功率損耗，但整個發電系統的損耗只是常規發電機的一半兒，使超導發電機的效率提高0.5％～0.8％(常規發電機效率98％，超導發電機效率99％)。
超導發電機的體積小、重量輕，只有常規發電機的1／3～1／2，同步電抗小，穩定性好。由於省去了鐵芯，降低了電樞繞組對地絕緣的要求，因此可採用電樞繞組，省去升壓變壓器，可直接投入已有電網運行。
國際上認為，超導同步發電機是未來電站的主力，並爭相開展研製工作。已研製完成的最大容量為前蘇聯和法國的30萬千瓦發電機。美國和日本並不急於開發百萬千瓦級的發電機，他們已研製完成的發電機容量分別為3萬千瓦和5萬千瓦。日本計劃研製國內最大的20萬千瓦的發電機。
發電站的容量隨著電力需求的增長而增長，因此，大功率、長距離、低損耗的輸電技術對提高輸電的經濟效益是十分重要的，而超導體具有零電阻的特性，可以輸送極大的電流和功率而沒有電功率損耗，因此超導輸電系統必將帶來大的改觀。
當今世界，提高陸路交通工具的速度對促進國家經濟發展和改善人們生活質量是十分重要的。傳統的鐵路車輛由於車輪和鐵軌磨損嚴重，以及車輪與鐵軌的摩擦力，限制了車速。這種機車目前設計速度最高可達274公里/小時，運行平均速度為209公里／小時。在本世紀60年代，法國、英國和美國又生產出有軌的氣墊機車，城市間運行速度可達160公里/小時。然而，由於人們對磁懸浮興趣的增長，現在氣墊機車的發展已陷於停頓狀態。
日本人設計一種電動懸掛系統，該系統使用了由液氦冷卻的(-269℃)鈮等超導物質做成的超導磁體，在-269℃下它的電阻為零，利用超導磁體的排斥力，從而使軌道與列車之間形成10～15厘米的空隙。一個小型示範性模型列車創造了517公里／小時的世界記錄，其試驗軌道長6.5公里，使用的超導材料是NbTi，在液氦下冷卻到5K。
磁懸浮列車與傳統列車相比有一系列的優點，克服了傳統列車對速度的限制；非接觸的運行克服了惡劣氣候(如雨、雪或冰)的障礙；採用非接觸運行，沒有機械磨損，減少了維修成本；由於沒有運動部件，大大提高了系統的可靠性；由於只用電能，對於石油供應緊張的國家更有意義；可節省能源，100公里消耗能源只是飛機或汽車的1／4；速度極大提高，增加了運送旅客的能力，具有很大的潛在市場；大幅度地降低了雜訊與振動，有利於保護環境。
粒子加速器是研究宇宙和物質基本問題的主要設備，美國在加速器的建造方面走在世界最前列。隨著超導體技術的發展，在1988年美國國家科學基金會批准了建造至今為止功能最強的粒子加速器——超級超導對撞機(SSC)計劃，3年財政預算達32億美元。計劃1999年將超級超導對撞機投入運行。超級超導對撞機相當龐大，在地下鋪設了長度為53英里的環形管道。超級超導對撞機將把相向的兩個質子束加速到光速的99.9％以上的速度，超導磁體使質子束彎曲和聚焦以通過彎曲的路徑，超導磁體要比普通鐵磁體產生更強的磁場，使質子束行進的曲率半徑更小，這樣就使環形管道的尺寸小型化。
自1962年發現約瑟夫遜效應後，直流超導量子器件和射頻超導量子器件相繼於1964年和1967年問世。由超導量子干涉器件構成的測量儀器具有很高的磁場靈敏度、很寬的動態范圍和優良的頻率響應特性，所以有廣泛的用途。利用超導量子干涉器件可以測出由人的心臟和腦產生的極微弱的信號，也可以測出由潛入海洋的潛艇產生的對地球磁場的干擾或含油和礦床的地質層中的磁場分布。
從1964年以來，研究工作者已將超導量子干涉器件的極高靈敏度用於進行廣泛的科學研究。它可以測量極小的電壓、電流和電阻；可用於尋找油田和地熱能源；研究地震活動；偵察潛艇等。斯坦福大學的科學家用連到5噸重鋁棒上的超導量子干涉器件來尋找萬有引力輻射線。超導量子干涉器件的用途極為廣泛，幾乎所有使用超導體的電子儀器都涉及到超導量子干涉器件。隨著超導技術的發展，超導量子干涉器件的應用必然不斷地擴大。
許多科學家堅信，未來的超大容量快速計算機一定會用到超導的，也就是使用約瑟夫遜元件的超高速計算機。前面已經談過，所謂約瑟夫遜效應就是把兩個超導體材料靠得非常緊、離得非常近時，即使它們之間的物質是絕緣的也會有電流流過。可以簡單地講，運用這個效應的器件就稱作約瑟夫遜元件。通過調節兩塊超導體間的絕緣層的厚薄，可以使其電壓比某一特定值大時才有電流通過，小時則沒有。約瑟夫遜元件就是利用了這一現象。
這種現象與半導體的二極體是相同的，所以可以用於計算機。但是，約瑟夫遜器件具有極高的開關速度(是硅器件的10～100倍)和低功耗(只有硅的千分之一以下)，因此發熱量極小，可以實現體積小、高密集度。例如，日本電氣公司開發出了使用約瑟夫遜元件的新的邏輯電路，其門開關速度達到一萬億分之一秒。
此外，超導還可以在輻射探測儀、模擬信號處理器、超導磁屏蔽、電壓基準等方面廣泛應用。
在國防系統方面，超導技術在軍事上也可大顯身手。在弱電方面，用於水下通信、潛艇探測、遙感、掃雷等；製成高頻微波器件、紅外探測器，用於雷達、微波通信及地面衛星接收機；超導天線及饋線系統，用於導彈和衛星；數字信號和數據處理器等。在強電方面，主要是利用高電流密度超導材料所產生的強磁場及超導儲能線圈可以存儲大量能量的特性作為武器的能源，這樣可以減少儲能設備的尺寸和重量。美國的「星球大戰」計劃中投入5000萬美元進行這方面的研究。研究中使用的低溫超導磁體，估計其儲能密度相當高，在微微秒時間內釋放出來。
超導強磁體用於艦船推進系統。美國已用低溫超導材料製造出試驗性的3兆瓦直流電機，用於艦船推進系統並在海中進行了試驗。該電機比相同功率傳統空冷電機小33％。實際上，利用低溫超導材料及當前的技術可以使電機的重量進一步減小，例如一台具有3萬千瓦的超導單極直流電機僅為現在同樣功率的交流電機重量的四分之一。美國正在研製這類規模的超導電機，日本也在進行小模型的試驗研究。
超導電子軌道炮。美國的「星球大戰」計劃組織支持了該項技術的研究。軌道炮技術是作為射彈加速器來使用的，它能使拋射物達到極高的速度。這種拋射系統不同於化學推進系統，前者可達到的末端點的速度不受氣體膨脹速度限制而由行進的電磁脈沖的速度決定，因此可達到很高的速度。
高溫超導的應用大多是低溫超導應用的延伸，即當前已實用的或可預見年份實用的低溫超導設備與器件中的低溫超導材料用高溫超導材料替代，以降低成本，擴大超導的應用范圍。但高溫超導應用遇到的問題較多，現在仍是物理學前沿陣地的富有挑戰性的研究課題。
Ⅳ 北京大學，南京大學，中科院，哪個的 超導 研究做的比較好！
北大弄超導人不多 在凝聚態所 現在超導不火了
其他兩家就不知道了
超導物理和器件研究集中在高溫超導方向的建設中，在高溫超導量子干涉器（HTc SQUID）和MgB2薄膜器件方面取得具有重大應用價值的成果。具體內容分述如下。
HTc SQUID的基礎和應用研究方面，包括HTc SQUID器件的制備、物理及應用研究，建成了可供醫學研究用的HTc SQUID心磁圖儀。我們構造建立的射頻高溫超導量子干涉儀（HTc rf SQUID）心磁測量樣機系統，不僅已經可以在簡易磁屏蔽室內測到人體心磁信號，而且可測到比人的心臟信號強度更弱的兔子的心磁信號。在心磁測量的實際應用方面，已經從1998年開始，與醫院合作，進行人體心磁測量和研究，迄今已獲得近300人次的、包括正常和非正常心臟的人體胸前多點的心磁數據積累；在我國首次開展了動物心磁的實驗研究，並取得了突破性進展。這些成果的取得，使得我們正走在國際上此方面研究的前沿，是我們課題組的標志性成果之一。
Ⅵ 超導應用哪些方面
超導還可以在輻射探測儀、模擬信號處理器、超導磁屏蔽、電壓基準等方面廣泛應用。
在國防系統方面，超導技術在軍事上也可大顯身手。在弱電方面，用於水下通信、潛艇探測、遙感、掃雷等；製成高頻微波器件、紅外探測器，用於雷達、微波通信及地面衛星接收機；超導天線及饋線系統，用於導彈和衛星；數字信號和數據處理器等。在強電方面，主要是利用高電流密度超導材料所產生的強磁場及超導儲能線圈可以存儲大量能量的特性作為武器的能源，這樣可以減少儲能設備的尺寸和重量。美國的「星球大戰」計劃中投入5000萬美元進行這方面的研究。研究中使用的低溫超導磁體，估計其儲能密度相當高，在微微秒時間內釋放出來。