铜氧化物(铜氧化物)-尚可名片

铜氧化物（铜氧化物）

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更新时间：2023-05-20

铜氧化物

顾名思义，即Cu与O2反应来的，尽管铜与氧气在常温下反应不明显，但在高温下可以反应

基本信息

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铜氧化物

铜氧化物一般出现在在高温超导语境下，主要指的是钇钡铜氧，或称钇钡铜氧化物、YBCO，是化学式为YBa2Cu3O7-x的化合物。它是著名的高温超导体，属于第二类超导体，并且是第一个制得转变温度在液氮沸点以上的材料。

历史

在1911年发现超导性后的第75年，在苏黎世IBM工作的约翰内斯·格奥尔格·贝德诺尔茨和卡尔·亚历山大·米勒发现特定的半导体氧化物可以在低于35K的温度下显示出超导性，特别是镧钡铜氧化物，一种缺氧钙钛矿型的潜在材料。

在此基础上，1987年，亨茨维尔亚拉巴马大学的吴茂昆及其研究生（Ashburn和Torng），与休斯顿大学的朱经武和他的学生共同发现了钇钡铜氧，也因此引发了对新高温超导材料的研究热潮。

YBCO是首个超导温度在77K以上的材料，也就是说它的转变温度高于液氮的沸点，用相对便宜的液氮就可以冷却。之前发现的超导体都必须用液氦或液氢冷却（Tb=20.28K）。

应用

高温超导体有很多实际中的应用，例如可用作核磁共振成像、磁悬浮设施以及约瑟夫森结中的磁体。

主要有两个问题限制了YBCO在超导方面的应用：

第一，YBCO单晶有很高的临界电流密度，至于多晶则很低（保持超导态时仅能通过很小的电流）。这是由材料的晶粒界面造成：当晶界角大于约5°时，超导电流就无法越过界面。这个问题可由通过化学气相沉积制备薄膜或调准晶界得到改善。

第二，此类的氧化物材料很脆，以传统方法制成线状并不能很好地保留其超导性质。

另外，很多情况下大规模冷却物体至液氮的温度并不十分实际。