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銅氧化物（銅氧化物）

次瀏覽 | 更新時間：2023-05-20

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銅氧化物

顧名思義，即Cu與O2反應(yīng)來的，盡管銅與氧氣在常溫下反應(yīng)不明顯，但在高溫下可以反應(yīng)

基本信息

中文名	銅氧化物
別名	氧化銅
化學(xué)式	CunOn
分子量	64
熔點	118

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銅氧化物

銅氧化物一般出現(xiàn)在在高溫超導(dǎo)語境下，主要指的是釔鋇銅氧，或稱釔鋇銅氧化物、YBCO，是化學(xué)式為YBa2Cu3O7-x的化合物。它是著名的高溫超導(dǎo)體，屬于第二類超導(dǎo)體，并且是第一個制得轉(zhuǎn)變溫度在液氮沸點以上的材料。

歷史

在1911年發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)性后的第75年，在蘇黎世IBM工作的約翰內(nèi)斯·格奧爾格·貝德諾爾茨和卡爾·亞歷山大·米勒發(fā)現(xiàn)特定的半導(dǎo)體氧化物可以在低于35K的溫度下顯示出超導(dǎo)性，特別是鑭鋇銅氧化物，一種缺氧鈣鈦礦型的潛在材料。

在此基礎(chǔ)上，1987年，亨茨維爾亞拉巴馬大學(xué)的吳茂昆及其研究生（Ashburn和Torng），與休斯頓大學(xué)的朱經(jīng)武和他的學(xué)生共同發(fā)現(xiàn)了釔鋇銅氧，也因此引發(fā)了對新高溫超導(dǎo)材料的研究熱潮。

YBCO是首個超導(dǎo)溫度在77K以上的材料，也就是說它的轉(zhuǎn)變溫度高于液氮的沸點，用相對便宜的液氮就可以冷卻。之前發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)體都必須用液氦或液氫冷卻（Tb=20.28K）。

應(yīng)用

高溫超導(dǎo)體有很多實際中的應(yīng)用，例如可用作核磁共振成像、磁懸浮設(shè)施以及約瑟夫森結(jié)中的磁體。

主要有兩個問題限制了YBCO在超導(dǎo)方面的應(yīng)用：

第一，YBCO單晶有很高的臨界電流密度，至于多晶則很低（保持超導(dǎo)態(tài)時僅能通過很小的電流）。這是由材料的晶粒界面造成：當(dāng)晶界角大于約5°時，超導(dǎo)電流就無法越過界面。這個問題可由通過化學(xué)氣相沉積制備薄膜或調(diào)準(zhǔn)晶界得到改善。

第二，此類的氧化物材料很脆，以傳統(tǒng)方法制成線狀并不能很好地保留其超導(dǎo)性質(zhì)。

另外，很多情況下大規(guī)模冷卻物體至液氮的溫度并不十分實際。

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