高温超导材料的特性与表征
近 代 物 理 实 验 报 告 -高温超导
近代物理实验报告实验题目：高温超导材料的特性与表征作者：***时间：2015-09-17高温超导材料的特性与表征【摘要】本实验主要通过对高温超导材料Y-Ba-Cu-O特性的测量，理解超导体的两个基本特性，即完全导电性和完全抗磁性，了解超导磁悬浮的原理。
本实验利用液氮将高温超导材料Y-Ba-Cu-O降温，用铂电阻温度计测量温度，通过测量铂电阻的大小及查询铂电阻-温度对照表得出相应的温度，再电压表测得超导体电阻，即能得到超导体电阻温度曲线，测得该样品的超导转变温度约为93K；再通过超导磁悬浮实验验证了高温超导材料的磁特性，得到分别在零场冷却，有场冷却下的超导体的磁悬浮力与超导磁体间距的关系曲线。
【关键词】高温超导零电阻现象MEISSNER效应低温恒温器四引线法磁悬浮【引言】从1991年荷兰物理学家卡默林·翁纳斯（H.K.Onnes）发现低温超导体，超导科技发展大体经历了三个阶段：1911年到1957年BCS超导微观理论问世，是人类对超导电性的基本探索和认识阶段，核心是提出库珀电子对；第二阶段是从1958年到1985年是超导技术应用的准备阶段，成功研制强磁场超导材料，发现约瑟夫森效应；第三阶段是1986年发现高于30K的超导材料，进入超导技术开发时代。
超导研究领域的系列最新进展，为超导技术在更方面的应用开辟了十分广阔的前景。
超导电性的应用十分广泛，例如超导磁悬浮列车、超导重力仪、超导计算机、超导微波器件等，超导电性还可以用于计量标准，在991年1月1日开始生效的伏特和欧姆的新实验基准中，电压基准就是以超导电性为基础。
本实验目的是通过对氧化物高温超导材料的测量与演示、加深理解超导体两个基本特性；了解超导磁悬浮原理；了解金属和半导体的电阻随温度变化以及温差电效应；掌握低温物理实验的基本方法：低温的获得、控制和测量。
【正文】一、实验原理1.超导现象、临界参数及实用超导体（1）零电阻现象将物体冷却到某一临界温度Tc以下时电阻突然降为零的现象，称为超导体的零电阻现象。
高温超导实验报告步骤(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解高温超导体的基本特性和物理机制。
2. 学习液氮低温技术，掌握低温环境下的实验操作。
3. 测量高温超导体的临界温度（Tc）和临界磁场（Hc）。
4. 研究高温超导体的临界电流（Ic）与磁场、温度的关系。
二、实验原理高温超导现象是指某些材料在液氮温度（约77K）下表现出超导特性。
实验中，通过测量超导体的电阻、临界温度、临界磁场等参数，来研究高温超导体的物理性质。
三、实验仪器与材料1. 高温超导材料（如钇钡铜氧YBCO等）2. 低温冰箱3. 温度计4. 磁场计5. 电阻计6. 磁场发生器7. 数字多用表8. 液氮四、实验步骤1. 样品制备：将高温超导材料制备成合适尺寸的样品，通常为薄片或丝状。
2. 低温环境准备：将低温冰箱预热至液氮温度，并将样品放入冰箱内冷却至液氮温度。
3. 电阻测量：- 使用电阻计测量样品在液氮温度下的电阻。
- 记录电阻值，作为初始数据。
4. 临界温度测量：- 慢慢升温，观察电阻变化。
- 当电阻突然降至零时，记录此时的温度，即为临界温度（Tc）。
5. 临界磁场测量：- 使用磁场计测量样品在液氮温度下的磁场。
- 慢慢增加磁场强度，观察电阻变化。
- 当电阻突然降至零时，记录此时的磁场强度，即为临界磁场（Hc）。
6. 临界电流测量：- 在一定磁场下，逐渐增加电流，观察电阻变化。
- 当电阻突然降至零时，记录此时的电流，即为临界电流（Ic）。
7. 温度与磁场关系研究：- 在不同温度下，重复步骤4和5，研究临界温度（Tc）和临界磁场（Hc）与温度的关系。
- 在不同磁场下，重复步骤6，研究临界电流（Ic）与磁场的关系。
8. 数据整理与分析：- 将实验数据整理成表格，分析高温超导体的物理性质。
- 对比不同高温超导材料的物理性质，总结实验结果。
五、实验注意事项1. 实验过程中，务必保持低温环境，避免样品受热。
2. 在测量电阻、临界温度、临界磁场等参数时，要确保仪器精度。
3. 注意实验安全，防止低温伤害。
超导材料和超导性的基本特性
超导材料和超导性的基本特性超导材料是指在极低温下电阻为零的材料。
这种材料表现出了超导性，这是一种令人着迷的物理现象。
本文将介绍超导材料的基本特性，包括超导的温度和超导电流等方面。
1. 超导材料的分类超导材料可以分为两类：经典型超导材料和高温超导材料。
经典型超导材料是指在非常低的温度下，接近绝对零度时才表现出超导性。
高温超导材料则在相对较高的温度下即可实现超导。
2. 超导材料的超导临界温度超导材料的超导临界温度指的是材料开始表现超导性的温度。
经典型超导材料的超导临界温度都非常低，一般在几个开尔文以下。
而高温超导材料的超导临界温度则较高，可以达到数十开尔文甚至更高。
3. 超导材料的零电阻特性超导材料在超导状态下具有零电阻特性，即在电流通过时没有能量损耗。
这使得超导材料在电力输送和电子器件方面有着重要的应用。
零电阻特性可以提高能源的传输效率，并降低电路的功耗。
4. 超导材料的磁场排斥效应超导材料表现出磁场排斥效应，也称为迈斯纳效应。
当超导材料处于超导状态时，它会排斥外部磁场的进入，使得外部磁场被完全抗拒。
这种排斥效应使得超导材料在磁悬浮和磁共振等领域有着广泛的应用。
5. 超导材料的超导电流效应超导材料在超导状态下可以承载非常大的电流，且没有能量损耗。
这种超导电流效应被称为迈斯纳效应。
通过利用超导材料的迈斯纳效应，可以实现超导体电磁铁、超导磁能储存等高性能设备。
6. 超导材料的磁通量量子化超导材料在超导状态下具有磁通量量子化现象。
磁通量量子化是指超导材料对外部磁场的响应是以量子的方式进行的，磁场的变化是以离散的单位进行的。
这种量子化现象是超导材料的独特属性，被广泛用于量子计量领域。
7. 超导材料的应用超导材料的零电阻和磁场排斥效应使得其在电力输送、能源储存和磁共振成像等领域有着广泛的应用。
超导材料也在研究中用于制备超导量子比特，被视为量子计算的重要组成部分。
总结：超导材料是一种在极低温下表现出零电阻的材料，具有磁场排斥效应和超导电流效应。
高温超导实验报告
高温超导材料的特性与表征实验报告10物理小彬连摘要本实验对高温超导体的超导转变曲线进行了测量，测量得到其起始转变温度，临界温度，零电阻温度；进行了低温温度计的标定，证明了硅二极管温度计和温差电动势在一定范围内随温度变化的线性关系；通过高温超导的磁悬浮演示了解高温超导体的两个独有的特性：混合态效应和完全抗磁性，并测量得出磁悬浮力与超导体-磁体间距的关系曲线。
关键词高温超导体超到临界参数零电阻现象完全抗磁性磁悬浮力一、引言1911年，荷兰物理学家卡末林－昂纳斯（H.K.Onnes，1853—1926）用液氦冷却水银线并通以几毫安的电流，在测量其端电压时发现，当温度稍低于液氦的正常沸点时，水银线的电阻突然跌落到零，这就是所谓的零电阻现象或超导电现象。
自从低温超导体发现以来，科学家们对超导电性现象（微观机制）和超导技术以及超导材料进行了大量的研究。
在超导技术开发时代，世界各国科学家相机取得了突破性进展，研制出临界温度高于液氮温度的氧化物超导体，又称为高温超导体。
超导研究领域的系列最新进展，为超导技术在个方面的应用开辟了十分广阔的前景。
超导电性的应用十分广泛，例如超导磁悬浮列车、超导重力仪、超导计算机、超导微波器件等，还可以用于计量标准。
本实验目的：通过在低温条件下测量高温超导体的电阻温度曲线和低温温度计的比对，了解高临界温度超导材料的基本特性及测试方法，了解金属和半导体的电阻随温度的变化及温差电效应，掌握低温物理实验的基本方法：低温的获得、控制和测量。
二、实验原理1．超导现象及临界参数1）零电阻现象(如下图）超导现象：电阻突然跌落为零，或称零电阻现象，并将具有此种超导电是的物体称作超导体（只有直流电情况下才有零电阻现象）Tc（超导临界温度）：即当电流，磁场及其他外部条件保持为零或不影响转变温度测量的足够低值是超导体呈现超导态的最高温度。
Tc，onest（起始转变温度）：降温过程中电阻温度曲线开始从直线偏离处的温度。
高温超导材料的性能表征与应用
高温超导材料的性能表征与应用高温超导材料是指能够在相对较高的温度下表现出超导特性的材料。
传统的超导材料需要极低的温度才能发挥超导效应，而高温超导材料的出现使得超导技术在实际应用中具有更大的潜力。
本文将重点介绍高温超导材料的性能表征方法以及其在各个领域的应用。
性能表征是评估材料质量和性能的重要手段，对于高温超导材料也不例外。
以下是一些常用的性能表征方法：1. 临界温度（Tc）的测量：临界温度是指超导材料在一定外加条件下开始表现出超导性的温度。
常用的测量方法包括电阻和磁化率的测试。
电阻测试通过观察材料的电阻随温度变化的关系来确定临界温度。
磁化率测试则通过测量超导体在外磁场下的磁化强度来确定临界温度。
这两种方法都需要在严格的实验条件下进行，并结合其他物理性质的测量来获得准确的结果。
2. 超导电性能的测量：超导电性是高温超导材料最重要的性能之一。
通过测量材料的电阻、电流-电压关系、磁化率等性质可以得到超导材料的基本电性能参数，如超导电流密度、临界电场强度等。
这些参数对于超导材料在电力传输、储能等领域的应用具有重要的指导意义。
3. 结构分析：高温超导材料的结构分析可以通过X射线衍射、电子扫描显微镜等方法进行。
这些方法可以确定材料的晶体结构、晶格参数以及缺陷等信息。
结构分析对于研究超导机制、改善材料性能以及制备新材料具有重要意义。
4. 磁场依赖性的测量：磁场对超导性能的影响是研究超导材料的重要方面之一。
通过测量材料在不同磁场下的超导电性能可以研究材料对磁场的响应以及磁场对电流的影响。
这种测量方法可以揭示材料的磁通钉扎和抗磁性等特性，有助于理解超导机制。
高温超导材料由于具有较高的临界温度和优越的超导性能，在多个领域具有广泛的应用前景。
以下是一些典型的应用领域：1. 电力传输与储能：高温超导材料具有较高的超导电流密度和较高的临界电场强度，可以用于提高电力传输线路的传输能力和效率。
另外，高温超导材料也可以应用于超导磁体和超导能量储存设备，实现电能的高效储存和传输。
化学中的高超导材料
化学中的高超导材料高超导材料是指在超导状态下，其电阻为零的材料。
这种材料可以用于制造强电磁设备、高速计算机和医学成像技术等领域，因此备受研究者的青睐。
化学作为高科技领域之一，也在不断探索和寻找高超导材料。
本文将重点介绍化学中的高超导材料。
一、高温超导材料以前，超导材料必须在极低温度下才能达到超导状态。
但是，由于低温导电设备的使用成本很高，因此研究人员一直在寻找一种能在较高温度下实现超导状态的材料。
这就是高温超导材料。
高温超导材料是指在较高温度下（约77K）就能实现超导状态的材料。
常见的高温超导材料有铜氧化物和钇钇铜氧超导体等。
这种材料因其较高的超导转换温度而备受关注。
二、超分子材料与传统的超导材料相比，超分子材料被认为是一种全新的材料类型。
这种材料的超导性质源于分子之间的相互作用，而非传统的晶体结构。
超分子材料通常是由有机分子自组装而成的。
这些分子在自组装过程中形成了一种新的结构，其中电荷传输得到了大幅增强。
这对于超导性能来说是至关重要的。
此外，超分子材料的分子结构还可以通过化学手段进行调整，从而进一步提高其超导性能。
三、二维材料二维材料是一类由单一原子层构成的材料。
这些材料以其出色的物理、化学和电学性能而闻名。
近年来，研究人员已经成功地将其用于制造超导器件。
二维材料通常具有高载流子密度和超导临界温度等优点。
此外，二维材料的层状结构还可以在电流传输方面起到重要作用，这对于制造高性能超导器件至关重要。
四、氧化物热电材料热电材料是指具有同时具有导电和热电性质的材料。
这些材料不仅可以用于发电，还可以用于精确控制温度。
一些高温超导材料也具有较强的热电性能，但是它们的热电转化效率并不高。
相比之下，氧化物热电材料具有更高的转化效率。
这些材料通常由碳酸盐、铁矿石矿物和高温超导氧化物等材料制成。
在今后的实际应用中，这些材料有望成为重要的热电转换材料。
总结综上所述，化学中的高超导材料是一个充满挑战但又备受期待的领域。
高温超导工作原理
二、高温超导的工作原理
高温超导的工作原理与低温超导类似，但材料的物理机制略有不同。以下是高温超导的工作原理：
1.准二维结构：高温超导材料通常具有特殊的晶格结构，如铜氧平面或铁基层。这种准二维结构有利于电子在材料中的传输和配对形成。
高温超导是指超导材料在相对较高的温度下表现出超导现象。与低温超导相比，高温超பைடு நூலகம்材料的临界温度较高，通常在液氮温度以下，但远高于常规超导材料的临界温度。高温超导材料具有以下特点：
1.临界温度较高：高温超导材料的临界温度通常在液氮温度以下（77K），有些材料的临界温度甚至超过室温。
2.强电流密度：高温超导材料具有很高的电流承载能力，可以在较高的温度下通过大电流。
三、高温超导的应用前景
高温超导技术的发展为电力输送、能源存储、磁共振成像等领域带来了巨大的潜力。以下是高温超导的一些应用前景：
1.电力输送：通过利用高温超导材料传输电能可以显著降低能量损耗，提高电网的输电效率。
2.能源存储：高温超导材料可以用于超导磁能储存器，实现电能的高密度储存和快速释放。
3.磁共振成像：高温超导材料可用于制备超导磁共振成像仪，提高成像的分辨率和灵敏度。
4.超导电子器件：高温超导材料可以用于制备超导电子器件，如SQUID磁强计、超导量子干涉器等的制作。
5.高速运输：高温超导材料在磁悬浮列车、磁轨道交通等领域具有广阔的应用前景，可以实现高速、低能耗的运输方式。
综上所述，高温超导技术的工作原理是基于准二维结构、库珀对配对机制以及特殊的电子层次结构等因素。高温超导材料的研究为未来能源存储、电力输送和磁共振成像等领域带来了巨大的发展潜力。随着科学家们对高温超导机理的深入理解和高温超导材料的不断发展，高温超导技术将进一步拓展其应用范围，并为人类社会带来更多的科技进步和改变。
高温超导材料
高温超导材料高温超导材料是一种在相对较高温度下表现出超导性的材料，其发现和研究对于科学技术领域有着重大的意义。
高温超导材料的研究不仅在理论上对超导现象的解释提出了新的挑战，而且在实际应用中也有着广阔的前景。
本文将对高温超导材料的基本特性、应用前景以及研究进展进行介绍。
高温超导材料的基本特性。
高温超导材料是指在相对较高的温度下（通常指液氮温度以上），材料表现出超导性的现象。
与传统的低温超导材料相比，高温超导材料的超导临界温度更高，这为其在实际应用中提供了更多的可能性。
高温超导材料的结构复杂，主要包括铜基、铁基、镧系和镍基等不同类型，其中铜基氧化物是最早被发现的高温超导材料，也是目前研究最为深入的一类。
高温超导材料的应用前景。
高温超导材料在电力输配、电子器件、磁浮交通、医学成像等领域具有广泛的应用前景。
在电力输配方面，高温超导材料的超导电流密度大、能耗低，可以大大提高输电效率，减少能源损耗。
在电子器件方面，高温超导材料的超导性能可以应用于制造超导电感、超导滤波器等元件，提高电子器件的性能。
在磁浮交通和医学成像领域，高温超导材料的超导性能可以应用于制造磁浮列车和核磁共振成像设备，提高交通运输和医学诊断的水平。
高温超导材料的研究进展。
近年来，高温超导材料的研究取得了许多重要进展。
研究人员通过不断改进合成工艺和材料结构设计，成功地制备出了具有更高超导临界温度和更好超导性能的新型高温超导材料。
同时，研究人员还发现了一些新的高温超导机制，为进一步提高高温超导材料的性能提供了新的思路。
此外，高温超导材料在应用方面也取得了一些突破，如在电力输配领域进行了一些示范工程，取得了良好的效果。
总结。
高温超导材料具有重要的科学意义和广阔的应用前景，其研究进展也在不断取得新的突破。
随着材料科学和超导物理学的不断发展，相信高温超导材料将会在更多领域展现出其独特的优势，为人类社会的发展做出更大的贡献。
高温超导实验报告
高温超导材料的特性与表征姓名：孙淦学号：201411142030指导教师：张金星实验日期：2016年11月24日摘要本实验通过借助已定标的铂电阻温度计测量并标定硅二极管正向电阻、温差热电偶电动势及超导样品的温度计。
比较几种不同的温度计得到各自的电阻温度变化关系，同时由超导转变曲线发现超导样品温度计在高温超导区域更明显的变化，并得到了高温超导转变温度的相关参数。
演示了高温超导磁悬浮实验，并完成了零场冷和场冷条件下高温超导体的压力位移曲线测定。
关键词：高温超导、铂电阻温度计、磁悬浮、场冷、零场冷。
1引言1911年，昂纳斯首次发现在4.2K水银的电阻突然消失的超导现象。
1933年，迈斯纳发现超导体内部磁场为零的迈斯纳效应。
完全导电性和完全抗磁性是超导体的两个基本特性。
1957年，巴丁、库柏和施里弗根据电子配对作用共同提出了超导电性的微观理论——BCS理论。
1986年，柏诺兹和缪勒发现Ba-La-Cu-O化合物具有高T c的超导特性，之后高T c超导体的研究出现了突破性进展。
超导体应用十分广泛，例如超导磁悬浮列车、超导重力仪、超导计算机、超导微波器件等，还可以用于计量标准。
本实验中通过对高温超导材料特性的测量和表征，探究金属和半导体的电阻随温度的变化以及温差电效应，了解磁悬浮的原理，掌握低温实验的基本方法。
2实验原理2.1超导现象、临界参数及实用超导体2.1.1零电阻现象零电阻：温度降低，电阻变为0，称为超导电现象或零电阻现象。
只发生在直流情况下，不会发生在交流情况。
超导临界温度：当电流、磁场以及其他外部条件保持为零或不影响转变温度测量的足够低值时，超导体呈现超导态的最高温度。
起始转变温度T c,onset：降温过程中电阻温度曲线开始转变的温度。
超导转变的中点温度T cm：待测样品电阻从起始转变处下降到一半时对应的温度。
完全转变温度（零电阻温度）T c0：电阻刚刚完全降到零时的温度。
1图1:超导体的电阻转变曲线图2:第一类超导体临界磁场随温度变化转变宽度∆T c：电阻变化从10%变到90%对应的温度间隔。
高温超导材料
高温超导材料随着科技的不断发展，高温超导材料成为了近年来研究的热点之一。
高温超导材料指的是在相对较高的温度下能够表现出超导性质的材料。
相比低温超导材料，高温超导材料的研究具有更广阔的应用前景和更多的挑战。
超导材料是一种电阻为零的材料，在零电阻状态下能够让电流流过而无能量损耗。
这个特性对于电力传输、磁共振成像、制冷技术等领域具有重要意义。
然而，传统的低温超导材料需要非常低的温度才能显示出超导性质，如铅和锂等金属，这限制了它们的应用范围。
高温超导材料的重要性在于，它们能够在相对较高的温度下就表现出超导性质。
通过提高超导转变温度，可以降低制冷设备的成本，提高电力传输的效率，并拓展超导技术在更多领域的应用。
目前，研究人员已经发现了许多高温超导材料，其中最著名的是铜基和铁基超导体。
铜基超导体最早于1986年由康普顿等人在液氮温度下发现，并表现出了非常高的超导转变温度。
这是一个具有氧化铜层的复杂结构材料。
虽然铜基超导体的研究取得了一些重要进展，但其复杂的结构和制备工艺，以及对材料纯度和晶体的要求较高，限制了其更广泛的应用。
与之相比，铁基超导体的研究相对较新。
铁基超导体是于2008年首次被发现的，具有更简单的结构和更易于制备的特点。
相比铜基超导体，铁基超导体的超导转变温度较低，但仍远高于传统的低温超导材料。
这使得铁基超导体具有在更高温度下实现超导性质的潜力。
尽管高温超导材料研究取得了重要的进展，但仍存在一些挑战。
首先，我们仍然没有完全理解高温超导材料的超导机制。
其次，高温超导材料的性能稳定性和制备工艺的控制也需要进一步的改进。
此外，高温超导材料的商业化应用仍面临一些技术和经济上的难题。
在未来的研究中，我们需要进一步探索高温超导材料的物理性质和超导机制。
同时，我们需要开发更有效的制备工艺，提高材料的性能稳定性，并寻找更多具有高超导转变温度的材料。
这将需要跨学科的合作和持续的投入。
总之，高温超导材料是当前材料科学研究中一个重要的领域。
高温超导温度范围
高温超导温度范围【最新版6篇】篇1 目录一、引言二、高温超导的定义和特点三、高温超导材料的分类四、高温超导的应用领域五、我国在高温超导领域的研究和发展六、结语篇1正文一、引言高温超导，是指在液氮温度（77 K）以上超导的材料，具有电阻为零和磁通排斥的特性。
自 20 世纪 80 年代以来，高温超导材料的研究逐渐成为物理学和材料学的热点领域。
本文将介绍高温超导温度范围、材料分类、应用领域以及我国在该领域的研究和发展。
二、高温超导的定义和特点高温超导是指在液氮温度（77 K）以上表现出超导特性的材料。
与低温超导材料相比，高温超导材料具有以下特点：1.临界温度高：高温超导材料的临界温度通常在液氮温度以上，最高可达 100 K 以上。
2.应用范围广：由于高温超导材料在较高温度下具有超导特性，因此可用于制造电子器件、高能物理实验、磁浮列车、核聚变等领域。
3.容易制备：高温超导材料通常采用氧化物和金属复合材料等结构，制备工艺相对简单。
三、高温超导材料的分类根据材料的组成和结构，高温超导材料可分为以下几类：1.铜氧化物超导体：包括 YBa2Cu3O7（YBCO）和 Ba2CuO4 等，具有较高的临界温度和较好的应用前景。
2.铁基超导体：包括 LaFeAsO1-xFx 等，具有较高的临界温度和较大的应用潜力。
3.锰氧化物超导体：包括 LaMnO3 等，具有较高的临界温度和较好的应用前景。
四、高温超导的应用领域高温超导材料在许多领域具有广泛的应用前景，主要包括：1.超导磁体：用于高能物理实验、核磁共振成像、磁浮列车等。
2.超导电缆：用于输电和分布式能源系统，可降低能源损耗。
3.超导电子器件：用于高性能计算机、通信设备等。
4.核聚变：用于实现受控核聚变等。
五、我国在高温超导领域的研究和发展我国在高温超导领域的研究和发展取得了显著成果。
在材料研究方面，我国科学家成功合成了一系列高温超导材料，并研究了其性能。
在应用方面，我国已经开展了高温超导磁体、电缆等应用研究，并积极推进产业化进程。
高温超导材料的电阻特性研究报告
高温超导材料的电阻特性研究报告摘要：本研究报告旨在对高温超导材料的电阻特性进行深入研究和分析。
通过实验测试和理论分析，我们探讨了高温超导材料的电阻机制、超导转变温度以及其与结构和组分的关系。
本研究为高温超导材料的应用提供了重要的理论基础和实验指导。
引言：高温超导材料是指在较高温度下（相对于低温超导材料）表现出超导特性的材料。
自1986年首次发现铜氧化物超导材料以来，高温超导材料的研究成为超导领域的热点。
其中，铜氧化物超导材料是最具代表性的一类，其超导转变温度高达数十开尔文，为超导应用提供了更大的潜力。
然而，高温超导材料的电阻特性仍然存在许多未解之谜，需要进一步研究和探索。
实验方法：本研究选取了几种常见的高温超导材料，包括铜氧化物超导材料和铁基超导材料。
通过电阻测量仪对样品进行电阻测试，并结合温度控制装置实现温度变化下的电阻测量。
同时，我们采用了X射线衍射仪、扫描电子显微镜等手段对样品的结构和组分进行表征。
结果与讨论：通过实验测试，我们观察到高温超导材料在超导转变温度以下表现出零电阻的特性。
这表明在超导转变温度以下，电流可以在材料中无阻碍地流动。
而在超导转变温度以上，材料的电阻呈现出非线性增加的趋势。
这表明在高温超导材料中存在着一定的电阻机制。
根据理论分析，高温超导材料的电阻机制可以归结为两个方面：一是晶格缺陷引起的杂质散射，二是电子之间的库伦相互作用。
晶格缺陷包括点缺陷和线缺陷，它们会导致电子在材料中的散射，从而增加电阻。
而库伦相互作用则是指电子之间的相互排斥和吸引作用，它们会影响电子的运动和排布，从而影响电阻的大小。
另外，高温超导材料的电阻特性还与其结构和组分密切相关。
例如，不同的晶格结构和化学组分会导致材料的电子能带结构发生变化，从而影响电子的传输行为和电阻特性。
因此，通过对高温超导材料的结构和组分进行深入研究，可以更好地理解其电阻特性的起因和机制。
结论：本研究对高温超导材料的电阻特性进行了深入的研究和分析。
高温超导材料的特性及表征
高温超导材料的特性及表征【摘要】本实验利用液氮降温法了解高温超导材料的基本特性及其测试方法，得到超导转变曲线。
并同步了解金属和半导体的电阻随温度的变化及温差效应，得到不同温度计的比较曲线。
通过图线读出中所测超导体起始转变温度onset c T ,为在铂丝温度计电压为27mV 时，零电阻温度0c T 为电压为26.33mV 时。
再通过超导磁悬浮实验了高温超导材料的磁特性，得到分别在零场冷却，有场冷却下的超导体的磁悬浮力与超导体-磁体间距的关系曲线。
在实验过程中掌握液氮低温技术。
【关键词】零电阻，MEISSNER 效应，磁悬浮 【引言】超导研究是物理学的前沿课题。
自1911年荷兰物理学家翁纳斯发现超导现象以后，人们一直在为提高超导临界温度而努力，直到1986年，才有了极大的进展，现在，临界温度已提高到130K 左右。
超导电性的应用十分广泛，例如超导磁悬浮列车、超导重力仪、超导计算机等。
本实验的内容是低温的获得和控制、各类温度传感器和液面计的特性应用、电阻的四引线测量法、乱真电动势的判定等。
【实验原理】 一、超导体电特性通常把物体在一定温度下电阻突然跌落到零的现象，称为零电阻现象或超导现象，而把电阻突然变为零的温度称为临界温度，用T C 表示。
利用本实验装置（如图2，3所示），可用逐点测量的方法得到高温超导体的电阻转变曲线，并可用标准的方法判断零电阻现象是否实现。
除了零电阻现象之外，超导体还具有另一个基本的特征——迈斯纳效应（完全抗磁性），即不论在有或没有外加磁场的情况下，使样品从正常态转变为超导态，只要T <T C ，在超导体内部的磁感应强度总是等于零的。
图 1四引线法测量电阻样品Rs标准电池Rn恒流源本实验测量设备主要由铂电阻、硅二极管和超导样品三个电阻测量电路构成，每一电路均包含恒流源、标准电阻、待测电阻、数字电压表和转换开关等五个主要部件。
实验中测量样品电压等采用四引线测量法（如图1所示），其基本原理是：恒流源通过两根电流引线将待测电流I 提供给待测样品，而数字电压表则是通过两根电压引线测量样品上电压U 。
超导材料的分类和特征
超导材料的分类和特征引言超导材料是一类具有特殊电学性质的材料，其在低温下能够表现出零电阻和完全磁场排斥的特征。
自从超导现象首次被发现以来，科学家们对超导材料进行了广泛的研究，并取得了许多重要的突破。
本文将介绍超导材料的分类和特征，以及一些相关的研究进展。
一、超导材料的分类超导材料可以根据其超导性质的不同进行分类。
根据超导材料的临界温度可以将其分为低温超导材料和高温超导材料。
1. 低温超导材料低温超导材料是指其临界温度低于室温的超导材料。
最早被发现的超导材料属于低温超导材料，如铅和汞等。
这些材料的临界温度通常在几个开尔文以下，需要使用液氦等极低温介质来维持其超导性质。
低温超导材料的研究历史悠久，其超导机制也较为成熟。
2. 高温超导材料高温超导材料是指其临界温度高于室温的超导材料。
这类材料的发现在1986年引起了科学界的轰动，因为它们的临界温度远高于低温超导材料，使得它们在实际应用中更具有潜力。
高温超导材料的研究相对较新，其超导机制仍然存在一定的争议。
二、超导材料的特征超导材料具有许多独特的特征，这些特征使其在科学研究和应用领域具有重要价值。
1. 零电阻超导材料在超导态下具有零电阻的特征，即电流可以在其内部无阻碍地流动。
这种零电阻特性使得超导材料在电力输送和电子器件等领域具有广泛的应用前景。
例如，超导电缆可以大大提高电力输送的效率，并减少能源的损耗。
2. 完全磁场排斥超导材料在超导态下还具有完全磁场排斥的特性，即磁场无法进入其内部。
这种特性被称为迈斯纳效应，是超导材料另一个重要的特征。
迈斯纳效应使得超导材料在磁共振成像和磁悬浮等领域具有广泛的应用。
3. 超导相变超导材料在临界温度以下发生超导相变，从正常态转变为超导态。
这种相变过程伴随着一些特殊的物理性质的出现，如零电阻和完全磁场排斥。
超导相变是超导材料研究的重要课题之一，对于揭示超导机制和开发高温超导材料具有重要意义。
4. 超导态的稳定性超导材料在超导态下具有较高的稳定性，即一旦进入超导态，除非超过临界温度，否则会一直保持超导性质。
高温超导材料
高温超导材料高温超导材料是一种在相对较高温度下表现出超导性的材料。
传统的超导材料需要在极低温下才能表现出超导特性，这限制了它们在实际应用中的可行性。
然而，高温超导材料的出现改变了这一局面，为超导技术的应用提供了更多可能性。
高温超导材料的发现可以追溯到1986年，当时两位科学家发现了一种能在相对较高温度下实现超导的铜氧化物。
这一发现引起了科学界的轰动，因为之前人们认为超导材料只能在极低温下才能工作。
随后的研究发现，除了铜氧化物，镧系氧化物、铁基化合物等也具有高温超导性能。
高温超导材料的发现给超导技术的应用带来了巨大的希望。
由于高温超导材料无需极低温度就能表现出超导性，因此可以大大降低超导材料在实际应用中的成本。
目前，高温超导材料已经被应用在电力输送、磁悬浮、医疗设备等领域，取得了显著的效果。
除了应用上的优势，高温超导材料的研究也为科学界带来了许多新的挑战和机遇。
科学家们希望能够深入理解高温超导材料的工作机制，以便开发出更加高效的超导材料。
此外，高温超导材料还具有许多神秘的物理特性，如铁基超导体中的铁磁性和超导性共存现象，这些都是科学家们研究的焦点。
然而，高温超导材料研究仍然面临着许多挑战。
首先，高温超导材料的制备过程相对复杂，需要严格控制各种参数才能得到理想的材料。
其次，高温超导材料的工作机制尚不完全清楚，科学家们仍在努力寻找解释超导性的理论。
最后，高温超导材料的性能仍有待进一步提高，以满足不同领域对超导材料的需求。
总的来说，高温超导材料的发现为超导技术的应用带来了新的可能性，同时也为科学界提供了许多新的挑战和机遇。
随着对高温超导材料的研究不断深入，相信它们将会在更多领域展现出巨大的潜力，为人类社会的发展做出更大的贡献。
超导技术中的高温超导体介绍
超导技术中的高温超导体介绍引言：超导技术是一项引人注目的领域，它在能源传输、磁共振成像和电子设备等领域具有广泛的应用前景。
然而，传统的超导体需要极低的温度才能实现超导状态，这限制了其在实际应用中的可行性。
幸运的是，高温超导体的发现改变了这一局面，为超导技术的应用带来了新的希望。
本文将介绍高温超导体的特性、应用和未来发展方向。
一、高温超导体的特性高温超导体是指在相对较高的温度下（通常在液氮温度以下），能够表现出超导性质的材料。
与传统的低温超导体相比，高温超导体具有以下几个显著特点。
1. 较高的临界温度：高温超导体的临界温度通常在液氮温度（77K）以上，甚至超过液氮沸点（90K）。
这使得高温超导体可以使用更便宜、更易得到的冷却剂，如液氮，而不需要昂贵的液氦。
2. 强大的电流承载能力：高温超导体具有较高的临界电流密度，即在超导态下能够承受更大的电流。
这使得高温超导体在电力传输和电子设备中具有重要的应用潜力。
3. 抗磁性：高温超导体表现出强烈的抗磁性，即在超导态下对外磁场具有屏蔽效应。
这使得高温超导体在磁共振成像等领域有着广泛的应用。
二、高温超导体的应用高温超导体的发现为多个领域带来了新的机遇和挑战。
以下是高温超导体在不同领域中的应用概述。
1. 能源传输：高温超导体能够在超导态下传输电流，这为电力输送提供了新的可能性。
由于高温超导体具有较高的临界电流密度，可以承载更大的电流，从而减少输电线路的损耗。
此外，高温超导体还可以用于制造超导电缆，提高电力传输的效率。
2. 电子设备：高温超导体在电子设备中有着广泛的应用前景。
例如，超导量子干涉器件可以用于制造高灵敏度的磁场传感器和量子比特计算机。
此外，高温超导体还可以用于制造高性能的超导电子器件，如超导磁体和超导滤波器。
3. 磁共振成像：高温超导体在磁共振成像（MRI）中有着重要的应用。
由于高温超导体具有强烈的抗磁性，可以用于制造高场强的MRI磁体。
这不仅提高了成像分辨率，还缩短了成像时间，为医学诊断提供了更好的工具。
高温超导材料及其物理特性解释
高温超导材料及其物理特性解释超导材料是指在低温条件下，电流可以在没有电阻的情况下流动的特殊材料。
然而，传统的超导材料需要极低的温度（接近绝对零度）才能发挥超导性能。
近年来，科学家们发现了一类被称为高温超导材料的物质，它们在相对较高的温度下即可表现出超导性能。
这一发现引起了广泛的兴趣，并为实现更为便捷、可靠的超导技术提供了新的可能性。
高温超导材料最早于1986年由Bednorz和Müller发现，其中最著名的是铜氧化物超导体。
与传统超导材料相比，高温超导材料具有较高的临界温度，即超导转变发生的温度。
传统的超导材料临界温度通常在几摄氏度以下，而高温超导材料的临界温度可以达到数十摄氏度甚至更高。
这使得高温超导材料更容易操作与应用。
高温超导材料的物理特性主要包括零电阻和迈斯纳效应。
首先，零电阻是指在超导态下，电流可在材料中无损耗地流动。
在超导态下，材料的电阻减为零，这意味着电流可以无阻碍地在材料内部传导。
与常规导体相比，超导材料无需消耗能量来克服电阻而导致能量损失。
这使得超导材料具有极低的能耗和高效率的电输运能力。
因此，高温超导材料在电力传输和超导电子器件中具有巨大的应用潜力。
其次，高温超导材料还表现出迈斯纳效应。
迈斯纳效应是指超导材料在磁场中表现出的磁滞现象。
当外加磁场大于一定临界值时，高温超导材料会形成磁通线束，局部区域不再超导。
当磁场增加到一定程度时，这些磁通线束会突然发生移动，从而导致材料的电阻上升。
一旦磁通线束移动完成，材料又会恢复到超导态。
这种磁通线束的存在使得高温超导材料在外加磁场下表现出了多种丰富的物理现象，如磁滞、磁通线束运动和磁通量量子化等。
高温超导材料的物理机制并不完全清楚，但目前有两种主要的理论模型来解释这一现象。
一种理论是BCS理论的推广，该理论解释了传统超导材料的行为。
传统超导体的超导性源于电子通过库仑吸引力相互作用形成库仑对，在加速电子之间交换晶格振动子（即声子）的过程中导致电子的配对。
高温超导材料应用
高温超导材料应用在现代科学和技术领域中，高温超导材料的应用正变得越来越重要。
高温超导材料具有极低的电阻和超导性能，可以在较高的温度下实现超导状态。
这一特性使得高温超导材料在能源传输、磁悬浮、医疗诊断等领域有着广泛的应用前景。
本文将详细探讨高温超导材料的应用，并介绍其在不同领域中的重要性。
一、高温超导材料的定义和特性1.1 定义高温超导材料是指能在相对较高的温度下实现超导状态的材料，通常是指临界温度超过液氮沸点 (-196℃) 的材料。
1.2 特性高温超导材料具有以下几个主要特性： 1. 低电阻：高温超导材料的电阻接近于零，可以实现电流的高效传输。
2. 高临界温度：相较于常温超导材料，高温超导材料的临界温度更高，更易被实际应用。
3. 强磁特性：高温超导材料具有较强的抗磁性，可以用于制造超导磁体等。
二、高温超导材料在能源传输中的应用高温超导材料在能源传输领域中具有巨大的潜力。
传统能源传输系统中，由于电阻的存在，能源会在输送过程中产生大量的能量损失。
利用高温超导材料，可以有效降低能源损失。
2.1 高温超导电缆高温超导电缆可以用于输送大电流的能源，如电力输送和工业用电。
高温超导电缆的低电阻特性使得能源传输更加高效，减少了能源损失，节约了大量资源。
2.2 能源存储系统利用高温超导材料可以制造高效的能源存储系统，如超导电感和超导电容。
这些系统可以存储更多的电能，并在需要时释放出来。
高温超导材料的高临界温度和强磁特性使得这些能源存储系统更加可靠和高效。
三、高温超导材料在磁悬浮中的应用高温超导材料在磁悬浮技术中具有重要的应用价值。
磁悬浮技术通过利用超导材料的磁性和超导性，实现了物体在磁场中的悬浮和运动。
3.1 磁悬浮列车利用高温超导材料，可以制造出更强、更稳定的超导磁体，用于磁悬浮列车的悬浮和推动。
超导磁体的高磁场强度和零电阻特性使得磁悬浮列车能够以更高的速度进行运行，大大提高了交通运输效率。
3.2 磁悬浮离心机高温超导材料可以用于制造磁悬浮离心机，用于医学和科学研究中的离心分离。
物理实验报告_高温超导材料的特性与表征
关键词：
高温超导、铂电阻、硅二极管、低温恒温器、杜瓦瓶、四引线法、磁悬浮等
引言：
1911 年，昂纳斯首次发现在 4.2K 水银的电阻突然消失的超导电现象。1933 年，迈斯纳通过实验发现另一个效应， 超导体内部的磁场是保持不变的，而且为零。这个现象叫迈斯纳效应。1950，弗留里希首先给出了超导微观机制的 一个重要线索。他认为电子-晶格振动之间相互作用导致电子之间相互吸引时引起超导的原因。而同一年，麦克斯韦 和雷诺等人同时独立发现，超导的各同位素的超导转变温度与同位素原子质量之间相互作用是决定超导转变的关键 性因素。1957 年，巴丁、库柏和施里弗共同提出了超导电性的微观理论，称为 BCS 理论，1972 年他们三人共同获 得了诺贝尔物理学奖。拖延了半个世纪的物理学悬案终于被攻克了。 自从发现超导电性以来，人们就努力探索提高超导转变临界温度的途径。几十年来，物理学家发现除了汞、锡和铅 以外，又发现铟、铊和镓也有超导特性，后来又发现了铌、钛、钍等金属具有超导特性。世界上还有许多物理学家 研究其他类型的超导体，诸如有机超导体、低电子密度超导体、超晶体超导体、非晶态超导体等等，其中金属氧化 物超导体吸引了许多人的注意。随着高温超导材料的发现，超导电性的应用也愈加广泛。例如超导磁悬浮列车、超 导重力仪等。 本实验通过对氧化物高温超导材料特性的测量和演示，要加深理解超导体的两个基本特性。并了解金属和半导体的 电阻随温度的变化以及温差电效应、超导磁悬浮原理和液氮低温技术。
《近代物理实验补充讲义 1》
北师大物理实验教学中心出版
实验结论：本实验利用液氮将高温超导材料降温，测得了其电阻-温度关系曲线，如图
3-3 所示，并求的起始转
变温度为 167K，临界温度为 93.8K，并得出了铂电阻和硅二极管的电阻-温度线性关系。对于超导的抗磁性，做了磁 悬浮演示实验，并测量了磁悬浮力随距离的变化关系图，得出两种情况下的关系曲线。
高温超导材料
高温超导材料随着科学技术的不断发展，超导材料在众多领域中起到重要的作用。
传统的超导材料需要在极低温下才能表现出超导性质，这限制了其在实际应用中的范围。
然而，近年来，科学家们取得了重要突破，开发出了一类被称为“高温超导材料”的新型材料，其在相对较高的温度下仍能展现出超导性质。
本文将详细介绍高温超导材料的特性、应用以及未来发展前景。
高温超导材料是指能在液氮温度（77K）以上，甚至室温下表现出超导性质的材料。
与传统的低温超导材料相比，高温超导材料具有更高的临界温度，这使得它们更容易制备和操作。
高温超导材料的发现引起了科学界的震动，并为电子学、磁场感应技术、能源传输等领域的发展提供了许多新的机会。
高温超导材料的特点之一是多元化化学组成。
在高温超导领域，铜基和铁基超导材料是最常用的两类。
铜基超导材料是最早被发现的高温超导材料之一，其化学式为YBa2Cu3O7（YBCO）。
铁基超导材料是近年来被广泛研究的新兴领域，其代表性物质有LaFeAsO和BaFe2As2等。
这些材料的复杂结构和多元化元素组成使其具有独特的电子结构和超导性质。
高温超导材料不仅在基础研究中具有重要意义，还具有广阔的应用前景。
在电子学领域，高温超导材料可用于制造超导电缆、电感器、超导发电机、传感器等设备，其能够有效降低电能损耗，提高能源传输效率。
在医疗领域，高温超导材料可用于制造磁共振成像（MRI）设备，其对电磁干扰的抗性和较高的信号强度为医学诊断提供了更准确和清晰的图像。
此外，高温超导材料还可以应用于磁浮列车、电动汽车、风力发电等领域，为人类社会的可持续发展做出更大贡献。
然而，高温超导材料在实际应用中仍面临一些挑战。
首先，高温超导材料的制备工艺复杂，需要高温条件和特殊气氛环境，这增加了制备成本和难度。
其次，高温超导材料尚未找到理论解释，科学家们仍在探索其超导机制的基础上进行材料的开发和改进。
此外，高温超导材料的机械性能和稳定性也需要进一步研究和改善。
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实验名称：高温超导材料的特性与表征学生姓名：***学号：************ 指导老师：***日期：2014/11/20摘要：本实验通过液氮降温法测量了超导样品的电阻转变曲线，确定起始转变和零电阻温度分别96.437K和86.791K。
并以铂电阻温度计为标准，得到了硅二极管的正向电压值与温度的变化曲线；演示高温超导体磁悬浮现象；定量测量了在零场冷和场冷条件下的磁悬浮力和超导体—磁体间距的关系曲线。
关键词：高温超导体零电阻现象MEISSNER效应磁悬浮一、引言从1991年荷兰物理学家H.K.Onnes发现低温超导体，超导科技发展大体经历了三个阶段：1911年到1957年BCS超导微观理论问世，核心是提出库珀电子对；1958年到1985年是超导技术应用的准备阶段，成功研制强磁场超导材料，发现约瑟夫森效应；第三阶段是1986年发现高于30K的超导材料，进入超导技术开发时代。
超导研究领域的系列最新进展，为超导技术在更方面的应用开辟了十分广阔的前景。
本实验目的是通过对氧化物高温超导材料的测量与演示，加深理解超导体两个基本特性；了解超导磁悬浮原理；了解金属和半导体的电阻随温度变化以及温差电效应；掌握低温物理实验的基本方法：低温的获得、控制和测量。
二、实验原理1.超导现象、临界参数及实用超导体1）零电阻现象将物体冷却到某一临界温度Tc 以下时电阻突然降为零的现象， 成为超导体的零电阻现象。
不同的超导体的临界温度各不相同。
用电阻法测量临界温度，把降温过程中电阻温度曲线开始从直线偏离处的温度称为起始转变温度,c onset T ，临界温度c T 定义为待测样品电阻从起始转变处下降到一半对应的温度，也称作超导转变的中点温度cm T 。
电阻变化10%到90%所对应的温度间隔定义为转变宽度c T ，电阻完全降到零时的温度为零电阻温度0c T 。
2）MEISSNER 效应当把超导体置于外加磁场中时，磁通不能穿透超导体，超导体内的磁感应强度始终保持为0，超导体的这个特性称为MEISSNER 效应.。
（注意：完全抗磁性不是说磁化强度M 和外磁场B 等于零）超导体的零电阻现象与完全抗磁性的两个特性既相互独立又有紧密的联系。
完全抗磁性不能由零电阻特性派生出来，但是零电阻特性却是迈斯纳效应的必要条件。
超导体的完全抗磁性是由其表面屏蔽电流产生的磁通密度在导体内部完全抵消了由外磁场引起的磁通密度，使其净磁通密度为零，它的状态是唯一确定的，从超导态到正常态的转变是可逆的。
图 1 超导体的电阻转变曲线图2 超导体磁性3）临界磁场Hc磁场加到超导体上面，部分磁场能量用来建立屏蔽电流的磁场抵消超导体内部磁场。
当磁场达到某一数值，样品返回正常态，破坏超导电性，这个磁场称为临界磁场H。
实验发现，有两类磁行为。
对c于一般导体，在Tc一下，Hc(T)与T遵循Hc(T)=Hc(0)[1-(T/T0)2]；第二类超导体，超导态和正常态之间存在一个过渡态，有两个临界参数Hc1和Hc2。
H<Hc1，具有和第I类超导体相同的MESSNER磁矩；H>Hc1，磁场进入到超导体中，体系仍具有无阻能力，Hc1叫下临界磁场。
H>Hc1后，磁场进入超导体中越来越多，磁化曲线随着H增加磁矩缓慢减小到0，超导体恢复到正常态。
Hc2叫上临界磁场。
4）临界电流密度无阻超流态受到电流大小限制，使超导体恢复到正常态的电流称为临界电流Ic，相应的电流密度称为临界电流密度Jc。
大多数金属超导体正常态恢复是突变的，对超导和金、化合物及高温超导体，随I 增加逐渐变到正常态。
2.温度的测量：温度的测量是低温物理中首要和基本的测量，也是超导性能测量中不可缺少的手段。
在低温物理实验中，温度的测量通常有以下几种温度计：气体温度计、蒸汽压温度计、电阻温度计、热电偶温度计、半导体温度计和磁温度计。
可根据温区、稳定性及复现性等主要因素来选择适当的温度计。
在氧化物超导体临界温度的测量中，由于温度范围从300K→77K，我们采用铂电阻温度计作为测量元件。
为了使同学们对温度计使用有更多的了解，我们还采用热电偶温度计和半导体温度计作为测温的辅助手段。
现将它们的测温原理简介如下：1）铂电阻温度计：铂电阻温度计是利用铂的电阻随温度的变化来测量温度的，铂具有正的电阻温度系数，由于金属铂具有很好的化学稳定性，体积小而且易于安装和检测，国际上已用它作为测温标准元件。
2）温差电偶温度计：由电磁学知，当两种不同的金属(A、B)接触时，在接触点处会产生接触电势差，如果把此两不同金属的导线联成闭合回路时，且两个接触点处在不同的温度（T1，T2），则在回路中就有电动势E存在，这种电动势称为温差电动势，而回路称为温差电偶，E的大小与A、B两种材料及接触处的温度T1，T2有关。
3）半导体Si二极管温度计：它是利用半导体二级管PN结的正向电压随温度下降而升高的特性来测量温度的，不同半导体的PN结，其正向电压与温度的关系是不一样的。
硅二极管温度计属于二次温度计，它需要经过标定后才能使用。
在我们实验中采用铂电阻温度计来标定Si二极管温度计。
标定时，Si二极管通以几十微安的恒定电流，测量PN结两端正向电压U随温度T的变化曲线。
而温度T的大小由铂电阻温度计读出。
3．温度的控制温量超导材料的临界参数（如Tc）需要一定的低温环境，对于液氮温区的超导体来说，低温的获得由液氮提供，而温度的控制一般有两种方式：恒温器控温法和温度梯度法。
1）恒温器控温法：它是利用一般绝热的恒温器内的电阻丝加热来平衡液池冷量的。
从而控制恒温器的温度（即样品温度）稳定在某个所需的温度下。
通过恒温器位置升降及加热功率可使平衡温度升高或降低。
这种控温方法的优点是控温精度较高，温度稳定时间长。
但是，其测量装置比较复杂，并需要相应的温度控制系统。
由于这种控温法是定点控制的，又称定点测量法。
2）四引线测量法：恒流源通过两根电流引线将测量电流提供给待测样品，而数字电压表则是通过两根电压引线来测量电流在样品上所形成的电势差，由于两根电压引线与样品的接点处在两根电流引线的接点之间，因此排除了电流引线与样品之间的接触电阻对测量的影响，又由于数字电压表的输入阻抗很高，电压引线的引线电阻以及它们与样品之间的接触电阻对测量的影响可以忽略不计。
4．液面位置的确定：对于金属液氮容器（又称金属杜瓦）来说，探头在容器中的位置是很难用肉眼观察的。
而且实验过程中，液氮因挥发而使液面位置不断变化。
因此为实现样品的温度控制，需要观察仪器上的“液面指示处”。
三、实验本实验装置由以下部分组成：低温温度的获得和控制主要包括低温恒温器和不锈钢杜瓦容器；电测量部分主要包括BW2型高温超导材料特性测试装置和PZ158型直流数字电压表；高温超导体的磁悬浮演示装置。
1.低温恒温器和不锈钢杜瓦容器得到从液氮的正常沸点77.4K到室温范围内的任意温度，主要测量超导转变曲线，并在液氮正常沸点附近的温度范围内标定温度计。
控温从高温到低温，利用液氮液面以上空间存在的温度梯度来获得需要的温度，通过改变低温恒温器在杜瓦容器内的位置来改变样品温度控制降温速率。
2.电测量原理及测量设备电测量设备核心是BW2型高温超导材料特性测试装置电源盒和PZ158型直流数字电压表。
BW2型高温超导材料特性测试装置主要由铂电阻、硅二极管和超导样品等三个电阻测量电路构成，每一电路包含恒流源、标准电阻、待测电阻、数字电压表和转换开关五个主要部件。
电阻测量电路如图 3图 3四、实验内容1. 室温测量：打开直流数字电压表，电源盒，铂电阻，硅二极管和超导样品的开关，电压表量程设为200mV 。
（1） 调节工作电流，测量记录电流和相应的电压。
（2） 转换开关换至“温差电偶”和“液面计”，观察电压表的示值2. 液氮的灌注：首先检查和清理杜瓦容器，然后将输液管的一段插入贮存液氮的杜瓦容器中并拧紧固定螺母，并将输液管的另一端插入实验用不锈钢杜瓦容器中，然后关闭贮存杜瓦容器上的通大气的阀门，使液面位置距离瓶口30cm 。
3. 低温温度计的比对：利用铂电阻的低温稳定的特点，以温度为横坐标，测硅二极管的正向电压值和温差电偶的温差电动势，作为纵坐标，画出它们随温度标准电阻n R 电压为n U nnU I R =(3) x xx n nU U R R I U == (4)变化的曲线。
4.在低温温度计比对的同时，观察和记录超导样品两端电压示数。
5. 高温超导体的磁悬浮力测量。
五、数据处理与结果分析1.室温测量铂电阻U=108.6mV I=100.01mA硅二极管U=0.5179V I=1.0001uA样品U=0.044mV I=50.041mA温差电偶U=0.001mV 液面指示处U=0.001mV2.超导体临界温度的测量在pt电阻电流恒为1mA的状态下测量。
记录各个样品的电压值，通过电流值进行电阻值的换算。
利用Pt电阻随温度变化的关系，确定当Pt处于特定电阻是具体的温度的值。
然后利用得到的温度的值画出各个样品随温度变化的曲线。
其中如果电阻值并不在特定的值位置是，利用pt电阻的线性特征进行估算即可。
表1 得到的各个图像如下：图4 超导样品随温度的变化图5：温差电偶随温度的变化图6：SiD材料随温度的变化通过观察图像可以发现超导的临界温度大概是94K左右，同时半导体材料随着温度的增加，电阻反而减小，而温差电偶的电动势随着温度的增加而增加。
但是温差电偶和SiD随温度大都是一个线性变化。
3.磁悬浮现象的观察：磁悬浮现象是由于超导体的完全抗磁性而产生的钉扎力造成的，会将磁铁完全束缚到一个特定的位置。
与通常所说的利用磁极同性之间的排斥作用并不相同。
而最终磁铁的具体位置是和初始位置相关的。
本实验通过液氮冷却样品，最终观察到了磁悬浮现象。
图片如下：图7：磁悬浮现象图片4.超导体零场冷却、场冷却抗磁性曲线测量图8：零场冷抗磁性曲线图9：场冷抗磁性曲线六、实验评价与不足本实验由于实验操作方面的影响可能会带来一定的误差与不足。
具体表现如下：1 测量过程中，可能由于样品所放位置不够合适，造成降温速度仍然很快。
虽然可以观察到超导现象，但是在超导临界温度附近记录下来的数据并不是很多。
造成了一定的误差和影响。
2 本实验并未考虑由乱真电动势的影响而造成的误差，因此并未在原有基础上进行一个修正，这是本实验的一个缺陷之处。
3 本实验温度的获得是测量样品的电阻与标准进行比较而得到的。
由于表中给出的参考点有限。
因此在比对的过程中可能会产生一定的误差。
4 在测量各个数值的时候，由于降温一直在进行，因此会造成各个读数时间不一致的问题，可能会有一定的误差。
七、实验结论本实验通过液氮冷却的方法，测量了铜康电阻的超导特性曲线，得到了超导转变的临界温度。
同时本实验是第一个接触液氮的实验，通过本次实验，学习了液氮的用法以及使用的注意事项。