第二节 固体的能带理论
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也变成导带。在此情况下也可以导电。 绝缘体——如果空带与相邻的满带相 半导体的能带结构特征
能级差较 大，电子难发 生跃迁。
隔较远，在一般条件下，满带中的电子不
能跃迁到空带中而形成导带，则不可能为 形成净的电子流而导电。
Eg ≥ 5eV
绝缘体的能带结构特征
⑶金属光泽
由于金属中的电子可在导带或重带中跃 迁，其能量变化覆盖范围相当广泛，并放出 各种波长的光，故大多数金属呈银白色。
此后，人们就把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直
流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。导体没有了电阻， 电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强
● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●
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●Baidu Nhomakorabea
●
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●
如果我们用量子力学处理金属键的周期势场模型，则可得到与自由电子 不完全相同的结论。即： 金属中的电子能级（Enegy Level）不是完全连续的，而是分为若干能 带（Enegy Band）。
周期势场模型的基本思想：
——金属中的电子是分布在各能带中运动
②导带——价带及其以上能量最低的允许带（未充满带）称为导带
⑷重带
金属 Mg 的能带示意图
每个能带都具有一定发能量范围。若相邻能
带能量范围产生了彼此交叉现象，使得两能带部 分重叠。这种相邻两能带重叠的区域，称之为重 带。
3p 3s 2p 2s 1s
2N
6N 2N 2N
3.能带理论的应用 ⑴导体
能带理论认为，固体物质的导电性与其能带中的电子排布方式有关。如
系的能量变化是量子化（不连续）的。
随着势箱边长 a、b、c 的增大。当：
a → nx a ny b nz c
∞； b → ∞； c → ∞
→ 0
→ 0
→ 0
△E → 0
能级差趋向于零——能级变化逐渐变为连 续的能带
势箱边长 a、b、c 的增大——自由电子的离域范围增大。
这种特殊离域共价键的形成，使体系的能量大大降低（离域效应），从 而产生了较强的金属键能。
金属钠的能带
例2
金属镁 3p 3s 2p 空带中没有电子。因此，无论有无外电场，均 2N 6N 不可能产生净的电子流——对导电无贡献。 对于重带结构，由于空带与相邻的满带部分重 叠。使得在外电场的作用下，满带中的电子可以流
2s
1s
2N
2N
入或跃迁到空带。
此时，空带中有了电子，使其变成了导带；同 时，满带因失去部分电子，也变成了导带。
发生了形变，但不会导致断裂。
F
问题： 为什么不同的金属其 延展性不同？
2.周期势场模型
The Model of the period power field
⑴周期势场模型的基本思想 我们知道，金属中的电子并不是完全自由 的。在金属中，金属离子按点阵结构有规则地 排列着，电子实际上是在周期性变化的势场中 运动。
晶体管时代—1958年，贝尔实验室研制的硅
电晶体，很快就取代了锗电晶体。从此，电视机、 计算机业到了蓬勃发展。
次加法运算 20世纪50年代 中，贝尔实验室 组装的世界上第 一台晶体管计算 机TRADIC
集成电路时代—1970年，
集成电路技术的发展，促进了 计算机时代的到来。
1983年我国研制的银 河－Ⅰ亿次巨型机
⑵对金属键的讨论
例1：金属钠
Na：1s2
2s2
2p6
1 3s1
价电子
E*1 E(3s) E1
全充满
当两个原子的 3s 轨道（N = 2）线性组合，可得 到 2 个分子轨道，则两个原子的 3s 电子填入低能级 的成键轨道中。 当 4 个原子的 3s 轨道（N = 4）线性组合，可得 到 4 个分子轨道，则 4 个原子的 3s 电子填入低能级 的成键轨道中。 当 N 个原子轨道线性组合时，便可得到 N 个分子 轨道，N 个原子的 3s 电子则分别填入低能级的成键轨 E *3 道中。
②金属的导电性
金属键的自由电子模型认为，在金属中有大量的、自由地运动的“自由 电子”。这些自由电子在外加电场的条件下，将会发生定向运动，因而形成 电流。所以金属一般具有良好的导电性。
+
-
问题： 1.为什么不同的金属其导电性不同？
2.导体、半导体和绝缘体的区别如何解释？
③金属的导热性
金属的导热性也与金属晶体内自由电子的运动有关。当金属某一部分受
E *2 E *1 E(3s) E3 E2 E1
N = 2
E*1 E*2
E(3s) E2 E1
N = 4 空带
E(3s)
满带 N →∞
N = 6
例2：金属镁
2 3p0 Mg：1s2 2s2 2p6 3s2
价电子
E*1
E(3s) N = 2 E1
与钠同理，当两个原子的 3s 轨道（N = 2）线性 组合，可得到 2 个分子轨道，则两个原子的 3s 电子 分别填入成键轨道及反键轨道中。 当 N 个原子轨道线性组合时，可得到 N 个分子轨 道，则 N 个原子的 3s 电子则分别各键轨道中，得到 的是“满带”。而 3p 轨道线性组合得到的是两个“空 带”。 由于镁原子的 3p 轨道与 3s 轨道的能级差 相对较小，必然使得 3s 轨道组合后得到的反键 轨道能带（满带）与 3p 轨道组合后得到的成键 轨道能带（空带）能级部分重叠。 这种“满带”与“空带”能级重叠的能带结 构，我们称之为“重带”。
满带
E(3s)
满带
N →∞
空带
E(3p)
空带
满带
E(3s) 满带
N →∞
二、固体能带理论
Band theory of solid
在布洛赫(F.Bloch)等人提出的金属键周期势场模型 的基础上，人们进一步发展形成了“能带理论”。 能带理论适用范围，不仅是金属，它包括了导体、半 导体和非导体的整个固体领域。因此，称为固体的能带理
⑷延展性
导带
重带
在受外力时，金属的能带不会受到破坏，使得一般金属均具有较好的 延展性。
⑸熔点和硬度
从能带理论的观点来看，当金属中的价电子较多时，金属键较强，其相 应的熔点高，硬度大；反之，亦然。 例如： W Tp = 3683K 5d4 6s2
Re
K Na
Tp = 3453K
Tp = 336.8K Tp = 521.8K
1s
⑴允许带与禁带
2N
1s
2N
①允许带——所有允许电子存在的区域（如：图中的所有能带），总称“允
许带”。
②禁带——所有不允许电子存在的区域（如：图中各能带间的间隙），总称 “禁带”。
⑵满带与空带 ①满带——被电子占满的允许带
②空带——每一个能级上都没有电子的能带（允许带）
⑶价带与导带 ①价带——与价电子能级相对应的能带称为价带
热时，在那个区域里的自由电子的能量增加，运动速度加快，于是，通过碰 撞，自由电子把能量传给其他金属离子。故金属容易导热。
T高
T低
问题： 为什么不同的金属其导热性不同？
④金属的延展性
当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动。由于金
属离子与自由电子之间的相互作用没有方向性，滑动以后，各层之间仍能保 持这种相互作用（特殊离域共价键不受影响）——在外力作用下，金属虽然
每个能带在固定的能量范围。各个能带按能级高低排列起来，成为能带
结构。
2.能带理论的几个术语
为了能够较好地理解固体能带理论，下面以金属钠和金属镁为例，对有 关“能带”的几个术语进行解释。
金属 Na 的能带示意图 金属 Mg 的能带示意图
3s 2p 2s
N 6N 2N
3p 3s 2p 2s
2N
6N 2N
5d5
6s2
2s1 3s1
价电子较多
价电子较少
知识介绍1——半导体技术的发展
1.世界半导体技术发展的三个时代
电子管时代的结束—1948年，美国贝尔实验
室的肖克立(W.Schokley)、巴定(J.Bardeen)和布 莱坦(W.H. Brattain)发明了双极性电晶体。从此， ENIAC(埃尼阿克)计算机 占地170m2，重30吨，每秒5000 电子和资讯工业得到了蓬勃发展。
Cl2
Cl
结论： 金属中原子间的结合力显然是一种较强的化学键力——金属键。 事实上这种化学键（金属键）是不同于离子键、共价键的一种特殊 的键。
1.自由电子模型
The Model of the free electronics
我们知道，金属是由金属原子做规整的周期性排列而构成的一种固体。
由于金属原子的电离能和电负性都比较小，最外层的价电子容易脱离原
2.我国半导体技术的发展
1964年交通大学电子研究所获得联合国特别基金会资助，聘请贝尔实验室 的张瑞夫博士回国指导。首先在国内研制成功硅平面式电子晶体管，为我国半 导体研究开启先河。 1957年，北京电子管厂通过还原氧化锗，拉出了锗单晶；1959年，天津拉 制出硅（Si）单晶。 1965年12月，河北半导体研究所研制了第一批半导体管，并在国内首先推 出DTL 型（二极管――晶体管逻辑）数字逻辑 电路。标志着中国已经制成了自己的小规模集 成电路。 1976年，中国科学院计算所研制成功1000 万次大型电子计算机。 1983年，由国防科技大学计算机研究所研 制成功的银河－Ⅰ亿次巨型计算机。 1992年，又成功地研制银河－Ⅱ十亿次巨 型计算机。
第七章 晶体结构
Crystal structure
第一节 晶体的结点阵构
第二节 固体的能带理论 第三节 金属晶体结构
第四节 非金属晶体结构
第二节 固体的能带理论
Band theory of solid
一、什么是金属键
1.自由电子模型
2.周期势场模型
二、固体的能带理论
一、什么是金属键
What is a metals key
金属镁的能带
从上述两例中不难发现，若固体物质的
能带具有导带结构或重带结构，则该固体具 有良好的导电性。 导体的能带结构特征
⑵半导体与绝缘体
半导体——若固体的空带与相邻的满
带相隔很近，满带中的电子在一定条件下 也可以跃迁到空带中形成导带；同时，满
Eg < 3eV
电子跃迁
带因电子的跃迁而缺少电子（产生空穴）
子的束缚而在金属中自由地运动，这种电子被称为自由电子。 金属原子失去了价电子后成为金属正离子，周期性排列的金属正离子在
自由电子的氛围中，两者紧密地胶合在一起，形成金属晶体。金属中这种结
合力称为金属键。 自由电子模型对金属键的解释
⑴对一些金属特性的解释
①金属具有较强的键能 金属键的自由电子模型，实际上是把金属键看成是不同于共轭π键的 一种特殊的离域共价键。用量子力学处理金属键的自由电子模型，相当于
布洛赫(F.Bloch)
1905-1983 因“用人工加速粒 子轰击原子产生原子 核嬗变”，1952获诺 贝尔物理学奖。
论。
1.固体能带理论基本内容
将整块金属当作一个巨大的超分子体系。
金属晶体中的电子是处在带正电的原子核组成的周期性势场中运动，它 晶体中 N 个同种原子轨道线性组合，得到 N 个分子轨道。由于分子轨 道能级间隔极小，从而形成1个能带。
果能带中的电子可以有多种分布状况。那么，在外电场的作用下，可以得到
净的电子流——导电。 例1 3s 2p 2s 1s 金属钠 N 6N 2N 2N 满带中电子在各能级上的排布方式只有 1 种，电
子的速度和能量分布固定，无论有无外电场，均不可
能产生净的电子流——对导电无贡献。 导带（未充满带）中的电子，有可能在该能带中 不同能级间改变其分布状况，在外电场作用下，可以 得到净的电子流——导电。
What is a metals key?
ΔH = 108.8 kJ • mol-1
实验事实 Na(g) Na(c)
一般分子间的作用能 < 10 kJ • mol-1 氢键的键能 ≤ 50 kJ • mol-1 共价键键能 H2 H ΔH = 436 kJ • mol-1 ΔH = 243 kJ • mol-1
一个三维势箱问题。
在第一章 对“三维势箱中运动粒子”的讨论中我们知道，自由粒子的 能级为：
nx ny nz 1 2 2 Enx,ny,nz= ( ) +( ) +( )2 a b c 2m
nx = 1,2,3… ny = 1,2,3… nz = 1,2,3… 对于具体微粒而言,当势箱边长 a、b、c 较小时（微观范围内），体
银河－Ⅱ十亿次巨型计算机
知识介绍2——超导（Superconductive）
1.超导的发现
1911年，荷兰 Universitiet Leiden 物理学家 Heike Kamerlingh0nnes 意外地发现,将汞冷却到 -268.98℃时,汞的电阻突然消失；后来他 发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由 于它的特殊导电性能，卡茂林·昂尼斯称之为超导态。为此，卡茂林·昂 尼斯获1913年诺贝尔物理学奖。
能级差较 大，电子难发 生跃迁。
隔较远，在一般条件下，满带中的电子不
能跃迁到空带中而形成导带，则不可能为 形成净的电子流而导电。
Eg ≥ 5eV
绝缘体的能带结构特征
⑶金属光泽
由于金属中的电子可在导带或重带中跃 迁，其能量变化覆盖范围相当广泛，并放出 各种波长的光，故大多数金属呈银白色。
此后，人们就把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直
流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。导体没有了电阻， 电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强
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●Baidu Nhomakorabea
●
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如果我们用量子力学处理金属键的周期势场模型，则可得到与自由电子 不完全相同的结论。即： 金属中的电子能级（Enegy Level）不是完全连续的，而是分为若干能 带（Enegy Band）。
周期势场模型的基本思想：
——金属中的电子是分布在各能带中运动
②导带——价带及其以上能量最低的允许带（未充满带）称为导带
⑷重带
金属 Mg 的能带示意图
每个能带都具有一定发能量范围。若相邻能
带能量范围产生了彼此交叉现象，使得两能带部 分重叠。这种相邻两能带重叠的区域，称之为重 带。
3p 3s 2p 2s 1s
2N
6N 2N 2N
3.能带理论的应用 ⑴导体
能带理论认为，固体物质的导电性与其能带中的电子排布方式有关。如
系的能量变化是量子化（不连续）的。
随着势箱边长 a、b、c 的增大。当：
a → nx a ny b nz c
∞； b → ∞； c → ∞
→ 0
→ 0
→ 0
△E → 0
能级差趋向于零——能级变化逐渐变为连 续的能带
势箱边长 a、b、c 的增大——自由电子的离域范围增大。
这种特殊离域共价键的形成，使体系的能量大大降低（离域效应），从 而产生了较强的金属键能。
金属钠的能带
例2
金属镁 3p 3s 2p 空带中没有电子。因此，无论有无外电场，均 2N 6N 不可能产生净的电子流——对导电无贡献。 对于重带结构，由于空带与相邻的满带部分重 叠。使得在外电场的作用下，满带中的电子可以流
2s
1s
2N
2N
入或跃迁到空带。
此时，空带中有了电子，使其变成了导带；同 时，满带因失去部分电子，也变成了导带。
发生了形变，但不会导致断裂。
F
问题： 为什么不同的金属其 延展性不同？
2.周期势场模型
The Model of the period power field
⑴周期势场模型的基本思想 我们知道，金属中的电子并不是完全自由 的。在金属中，金属离子按点阵结构有规则地 排列着，电子实际上是在周期性变化的势场中 运动。
晶体管时代—1958年，贝尔实验室研制的硅
电晶体，很快就取代了锗电晶体。从此，电视机、 计算机业到了蓬勃发展。
次加法运算 20世纪50年代 中，贝尔实验室 组装的世界上第 一台晶体管计算 机TRADIC
集成电路时代—1970年，
集成电路技术的发展，促进了 计算机时代的到来。
1983年我国研制的银 河－Ⅰ亿次巨型机
⑵对金属键的讨论
例1：金属钠
Na：1s2
2s2
2p6
1 3s1
价电子
E*1 E(3s) E1
全充满
当两个原子的 3s 轨道（N = 2）线性组合，可得 到 2 个分子轨道，则两个原子的 3s 电子填入低能级 的成键轨道中。 当 4 个原子的 3s 轨道（N = 4）线性组合，可得 到 4 个分子轨道，则 4 个原子的 3s 电子填入低能级 的成键轨道中。 当 N 个原子轨道线性组合时，便可得到 N 个分子 轨道，N 个原子的 3s 电子则分别填入低能级的成键轨 E *3 道中。
②金属的导电性
金属键的自由电子模型认为，在金属中有大量的、自由地运动的“自由 电子”。这些自由电子在外加电场的条件下，将会发生定向运动，因而形成 电流。所以金属一般具有良好的导电性。
+
-
问题： 1.为什么不同的金属其导电性不同？
2.导体、半导体和绝缘体的区别如何解释？
③金属的导热性
金属的导热性也与金属晶体内自由电子的运动有关。当金属某一部分受
E *2 E *1 E(3s) E3 E2 E1
N = 2
E*1 E*2
E(3s) E2 E1
N = 4 空带
E(3s)
满带 N →∞
N = 6
例2：金属镁
2 3p0 Mg：1s2 2s2 2p6 3s2
价电子
E*1
E(3s) N = 2 E1
与钠同理，当两个原子的 3s 轨道（N = 2）线性 组合，可得到 2 个分子轨道，则两个原子的 3s 电子 分别填入成键轨道及反键轨道中。 当 N 个原子轨道线性组合时，可得到 N 个分子轨 道，则 N 个原子的 3s 电子则分别各键轨道中，得到 的是“满带”。而 3p 轨道线性组合得到的是两个“空 带”。 由于镁原子的 3p 轨道与 3s 轨道的能级差 相对较小，必然使得 3s 轨道组合后得到的反键 轨道能带（满带）与 3p 轨道组合后得到的成键 轨道能带（空带）能级部分重叠。 这种“满带”与“空带”能级重叠的能带结 构，我们称之为“重带”。
满带
E(3s)
满带
N →∞
空带
E(3p)
空带
满带
E(3s) 满带
N →∞
二、固体能带理论
Band theory of solid
在布洛赫(F.Bloch)等人提出的金属键周期势场模型 的基础上，人们进一步发展形成了“能带理论”。 能带理论适用范围，不仅是金属，它包括了导体、半 导体和非导体的整个固体领域。因此，称为固体的能带理
⑷延展性
导带
重带
在受外力时，金属的能带不会受到破坏，使得一般金属均具有较好的 延展性。
⑸熔点和硬度
从能带理论的观点来看，当金属中的价电子较多时，金属键较强，其相 应的熔点高，硬度大；反之，亦然。 例如： W Tp = 3683K 5d4 6s2
Re
K Na
Tp = 3453K
Tp = 336.8K Tp = 521.8K
1s
⑴允许带与禁带
2N
1s
2N
①允许带——所有允许电子存在的区域（如：图中的所有能带），总称“允
许带”。
②禁带——所有不允许电子存在的区域（如：图中各能带间的间隙），总称 “禁带”。
⑵满带与空带 ①满带——被电子占满的允许带
②空带——每一个能级上都没有电子的能带（允许带）
⑶价带与导带 ①价带——与价电子能级相对应的能带称为价带
热时，在那个区域里的自由电子的能量增加，运动速度加快，于是，通过碰 撞，自由电子把能量传给其他金属离子。故金属容易导热。
T高
T低
问题： 为什么不同的金属其导热性不同？
④金属的延展性
当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动。由于金
属离子与自由电子之间的相互作用没有方向性，滑动以后，各层之间仍能保 持这种相互作用（特殊离域共价键不受影响）——在外力作用下，金属虽然
每个能带在固定的能量范围。各个能带按能级高低排列起来，成为能带
结构。
2.能带理论的几个术语
为了能够较好地理解固体能带理论，下面以金属钠和金属镁为例，对有 关“能带”的几个术语进行解释。
金属 Na 的能带示意图 金属 Mg 的能带示意图
3s 2p 2s
N 6N 2N
3p 3s 2p 2s
2N
6N 2N
5d5
6s2
2s1 3s1
价电子较多
价电子较少
知识介绍1——半导体技术的发展
1.世界半导体技术发展的三个时代
电子管时代的结束—1948年，美国贝尔实验
室的肖克立(W.Schokley)、巴定(J.Bardeen)和布 莱坦(W.H. Brattain)发明了双极性电晶体。从此， ENIAC(埃尼阿克)计算机 占地170m2，重30吨，每秒5000 电子和资讯工业得到了蓬勃发展。
Cl2
Cl
结论： 金属中原子间的结合力显然是一种较强的化学键力——金属键。 事实上这种化学键（金属键）是不同于离子键、共价键的一种特殊 的键。
1.自由电子模型
The Model of the free electronics
我们知道，金属是由金属原子做规整的周期性排列而构成的一种固体。
由于金属原子的电离能和电负性都比较小，最外层的价电子容易脱离原
2.我国半导体技术的发展
1964年交通大学电子研究所获得联合国特别基金会资助，聘请贝尔实验室 的张瑞夫博士回国指导。首先在国内研制成功硅平面式电子晶体管，为我国半 导体研究开启先河。 1957年，北京电子管厂通过还原氧化锗，拉出了锗单晶；1959年，天津拉 制出硅（Si）单晶。 1965年12月，河北半导体研究所研制了第一批半导体管，并在国内首先推 出DTL 型（二极管――晶体管逻辑）数字逻辑 电路。标志着中国已经制成了自己的小规模集 成电路。 1976年，中国科学院计算所研制成功1000 万次大型电子计算机。 1983年，由国防科技大学计算机研究所研 制成功的银河－Ⅰ亿次巨型计算机。 1992年，又成功地研制银河－Ⅱ十亿次巨 型计算机。
第七章 晶体结构
Crystal structure
第一节 晶体的结点阵构
第二节 固体的能带理论 第三节 金属晶体结构
第四节 非金属晶体结构
第二节 固体的能带理论
Band theory of solid
一、什么是金属键
1.自由电子模型
2.周期势场模型
二、固体的能带理论
一、什么是金属键
What is a metals key
金属镁的能带
从上述两例中不难发现，若固体物质的
能带具有导带结构或重带结构，则该固体具 有良好的导电性。 导体的能带结构特征
⑵半导体与绝缘体
半导体——若固体的空带与相邻的满
带相隔很近，满带中的电子在一定条件下 也可以跃迁到空带中形成导带；同时，满
Eg < 3eV
电子跃迁
带因电子的跃迁而缺少电子（产生空穴）
子的束缚而在金属中自由地运动，这种电子被称为自由电子。 金属原子失去了价电子后成为金属正离子，周期性排列的金属正离子在
自由电子的氛围中，两者紧密地胶合在一起，形成金属晶体。金属中这种结
合力称为金属键。 自由电子模型对金属键的解释
⑴对一些金属特性的解释
①金属具有较强的键能 金属键的自由电子模型，实际上是把金属键看成是不同于共轭π键的 一种特殊的离域共价键。用量子力学处理金属键的自由电子模型，相当于
布洛赫(F.Bloch)
1905-1983 因“用人工加速粒 子轰击原子产生原子 核嬗变”，1952获诺 贝尔物理学奖。
论。
1.固体能带理论基本内容
将整块金属当作一个巨大的超分子体系。
金属晶体中的电子是处在带正电的原子核组成的周期性势场中运动，它 晶体中 N 个同种原子轨道线性组合，得到 N 个分子轨道。由于分子轨 道能级间隔极小，从而形成1个能带。
果能带中的电子可以有多种分布状况。那么，在外电场的作用下，可以得到
净的电子流——导电。 例1 3s 2p 2s 1s 金属钠 N 6N 2N 2N 满带中电子在各能级上的排布方式只有 1 种，电
子的速度和能量分布固定，无论有无外电场，均不可
能产生净的电子流——对导电无贡献。 导带（未充满带）中的电子，有可能在该能带中 不同能级间改变其分布状况，在外电场作用下，可以 得到净的电子流——导电。
What is a metals key?
ΔH = 108.8 kJ • mol-1
实验事实 Na(g) Na(c)
一般分子间的作用能 < 10 kJ • mol-1 氢键的键能 ≤ 50 kJ • mol-1 共价键键能 H2 H ΔH = 436 kJ • mol-1 ΔH = 243 kJ • mol-1
一个三维势箱问题。
在第一章 对“三维势箱中运动粒子”的讨论中我们知道，自由粒子的 能级为：
nx ny nz 1 2 2 Enx,ny,nz= ( ) +( ) +( )2 a b c 2m
nx = 1,2,3… ny = 1,2,3… nz = 1,2,3… 对于具体微粒而言,当势箱边长 a、b、c 较小时（微观范围内），体
银河－Ⅱ十亿次巨型计算机
知识介绍2——超导（Superconductive）
1.超导的发现
1911年，荷兰 Universitiet Leiden 物理学家 Heike Kamerlingh0nnes 意外地发现,将汞冷却到 -268.98℃时,汞的电阻突然消失；后来他 发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由 于它的特殊导电性能，卡茂林·昂尼斯称之为超导态。为此，卡茂林·昂 尼斯获1913年诺贝尔物理学奖。