超导材料
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第二章 超导材料
两类超导体的基本特征
超导体按其磁化特性可分成两类： 1）第I类超导体只有一个临界磁场Hc。 在超导态, 磁化行为满足M／H＝-1，具有迈斯纳效应。 2）第П类超导体有两个临界磁场，即下临界磁场Hc1和上临界 磁场Hc2（ Hc1 < Hc2 ）。 a)当外磁场小于Hc1时，同第I类超导体一样，磁通被完全 排出体外，此时第П类超导体处于迈斯纳状态，体内没有磁通 线通过。 b)当外磁场处在Hcl和Hc2之间时，第2类超导体处于混合态 （涡旋态）。这时体内有部分磁通穿过，体内既有超导态部分, 又有正常态部分，磁通只是部分地被排出。 c)当外磁场大于Hc2时，材料处在正常态。
MgB2：二硼化镁（MgB2），其超导转变温度达39K。二硼化
镁的发现为研究新一类具有简单组成和结构的高温超导体找 到新途径。易合成和加工，容易制成薄膜或线材。可应用于 电力传输、超级电子计算机器件以及CT扫描成像仪等方面。 二硼化镁的发现使世界凝聚态物理学界为之兴奋。
非常规超导体
丰富多彩的超导材料 变幻莫测的物理性质 谜般的吸引力
SC
高温超导体：层状结构
导电层
载流子库层
层状结构 准二维的特点
导电层和载流子库层
铜氧面的特点
Cu 原 子 的 外 层 电 子 为3d104s1 ，铜氧化物 中 的 Cu2+ 离 子 具 有 3d9 的 电 子 构 型 ， 即 ， 3d 壳 层 有 一 个 dx2-y2 轨道的空穴，带有 1/2的自旋。
具有层状的类钙钛矿型结构组元。
整体结构分别由导电层和载流子库层组成。 导电层是指分别由Cu-O6八面体、Cu-O5四方锥和Cu-O4平面 四边形构成的铜氧层。这种结构组元是高温氧化物超导体所共 有的，也是对超导电性至关重要的结构特征，它决定了氧化物 超导体在结构上和物理特性上的二维特点。超导主要发生在导 电层(铜氧层)上。 其他层状结构组元构成了高温超导体的载流子库层，其作用 是调节铜氧层的载流子浓度或提供超导电性所必需的耦合机制。
超导材料
元素超导体 合金超导体
非常规超导体：高温氧化物超导体
不含铜氧面的超导体、 MgB2、新型超导体
元素超导体
元素超导体
在常压下具有超导电性的元素金属有32种。
在高压下具有超导电性的元素金属有14种。
有些元素在经过特殊工艺处理(如制备成薄膜，电 磁波辐照、离子注入等)后显示出超导电性。 Nb的Tc最高(9.2K)，与一些合金超导体相接近，而 制备工艺要简单得多。Nb膜的Tc对氧杂质十分敏感， 因而在超高真空(氧分压＜10-6Pa)条件下，才能制 备优良的Nb薄膜。
Bi-Sr-Ca-Cu-O 超导体
2223
2212
Bi-O 2201 Bi-O Sr-O Cu-O Sr-O Bi-O 一层铜氧面 Sr-O Cu-O Ca
Bi-O Sr-O Cu-O Ca Cu-O Ca Cu-O
Cu-O
Sr-O Bi-O 两层铜氧面
Sr-O
Bi-O 三层铜氧面
BSCCO的 电子显微镜 高分辨图
单根磁通线结构
每个磁通线只有一个正常的芯，芯的半径为相干长度ξ，磁通 量子由环流的超导电流所维持，这个超导电流在距芯为λ的半 径上衰减。如果在单位面积中有N个量子磁通线，则超导体的 磁感应强度为B＝NΦ0，相邻两个磁通线之间的距离为: 磁通线的间距d与H1/2 成反比。随着 外磁场H的增加，磁通线间距d缩短。 当外磁场增加时，每个圆柱形的正 常区并不扩大，而是增加正常区的 数目。当外磁场达到上临界磁场Hc2 时，相邻的正常区圆柱体彼此接触， 超导区消失，整个材料变成正常态。 每根磁通线都是一样的，磁通量子。
非常规超导体的特征
可能存在非s波超导电子配对 能隙各向异性 在低温下一些物理性质遵从power law 超导和磁性共存
氧化物超导体（3d, 4d电子） 重费米子超导体（4f, 5f电子） 磁性超导体 有机超导体
氧化物高温超导体
La系 Y系
Bi系
Hg系
小资料：钙钛矿型结构(CaTiO3) 大量高Tc氧化物超导体具有钙钛矿或由钙钛矿型结构畸变 衍生而成的结构。 钙钛矿型结构的分子式为ABX3，其中A与B分别为离子半 径大与小的阳离子，X为阴离子，一般为元素周期表中第六族 或第七族元素。
Ba-O
Cu-O Y Cu-O Ba-O =0 正交 =1 四方
* 存在一维的铜氧链
Cu-O
YBa2Cu3O7-
Pr掺杂导致超导 电性的丧失
线性电阻 电阻率各向异性
随成分而改变
Bi-Sr-Ca-Cu-O
Bi-Sr-Ca-Cu-O 超导体 通式：Bi2Sr2Can-1CunO2n+4, n ＝ 1, 2, 3, 4
在钙钛矿结构中， 可以看成是[BX6]八面 体共顶联结，沿三维空 间延伸，离子半径大的 阳离子A填隙在由阴离 子X所组成的立方八面 体间隙中。
Ca
O
Ti
高温超导体结构特征
Ba
Cu-O链
O Y Cu
La Cu在中心， 旁边是氧
Y系
Cu O
La 系
Hg 系
氧化物超导体的特点
明显的层状结构、较短的超导相干长度、较强的各向异性以 及Tc对载流子浓度强依赖关系。
氧化物超导体的特点
相干长度很短是所有高温超导体的本征特性，所以不均匀 性也是高温超导体的本征特性。
高温超导体的性质由载流子浓度决定。
例：La2CuO4，其母体是反铁磁绝缘体。掺入很少量的Sr后 变为自旋玻璃态。进一步的掺杂将变为超导体。存在一个最 佳的载流子浓度，使临界温度达到极大值。过量掺杂将使该 体系变为正常金属。 T 自 旋 AF 玻 璃 正 常 金 属 x
超导合金
具有超导电性的合金及化合物多达几千种，但能用的不多。 A-15超导体，是20世纪50年代Matthias首次发现的。在1986 年以前发现的超导体中，这类化合物中的Tc居于领先地位。它 们之中临界温度最高的是Nb3Ge薄膜，为23.2K。 c-15超导体的临界温度~10K, 但上临界场较高，在力学性质 上优于Nb3Sn，易于加工成型，中子辐照对它的超导电性影响 较小，因而是目前受控热核反应用高场超导磁体的理想材料。
表明超导态-正常态界面的出现对降低体系的能量有利，体系中 将出现混合态，这类超导体被称作第2类超导体。
第I类超导体
第 I 类 超 导体 主 要 包括 一些在常温下具有良好 导电性的纯金属，如铝、 锌、镓、镉、锡、铟等， 该类超导体的溶点较低、 质地较软，亦被称作 “软超导体”。
其特征是：由正常态过渡到超导态时没有中间态， 并且具有完全抗磁性。 第I类超导体由于其临界电流密度和临界磁场较低， 因而没有很好的实用价值。
La1.85 Sr0.15Cu1-xNix O4的电阻
Hall系数
Y-Ba-Cu-O
Y-Ba-Cu-O的结构示意图
Y-Ba-Cu-O 超导体
在Y-Ba-Cu-O中，Y一般用稀土元素来替换后，仍保持Y-123结 构，而且对Tc影响不大。但用Ce和Pr臵换后，由于导致了载流 子的局域化，使其丧失了超导电性。在Y-123化合物中用过渡 族元素Fe、Ni、Co和Zn以及Ga、Al、Mg等臵换部分Cu后， 导致Tc不同程度的下降。 Cu-O * 畸变的铜氧面 *不等价的氧占位
在高温超导材料中，表现强关联特性的磁有序及 自旋涨落是高温超导体区别于常规超导体的最重 要的特点之一。
La(Sr)-Cu-O
La(Sr)-Cu-O (2-1-4相)超导体
具有K2NiF4结构的La2-xMxCuO4 (M＝Sr，Ba)是由La2CuO4掺杂得 到的。晶体结构属四方晶系，晶格 常数a = 0.38nm 和c＝1.32 nm。 纯的La2CuO4是不超导 La-O 的，当氧过量或部分 Cu-O La3+离子被二价的Sr2+ 和Ba2+所替代时才显示 La-O 出超导性质，超导转变 La-O 温度在20-40K之间，取 Cu-O 决于掺杂元素M和掺杂 浓度x。 La-O
Oxygen Copper
反铁磁 强关联
氧化物超导体中的磁有序
在Cu-O面内，最近邻的Cu2+格点之间存在强的反 铁磁超交换作用，交换能J为10-130meV，因而Cu2+离 子组成二维平方格子的自旋为1/2的海森堡系统。 CuO2平面之间有很弱的层间耦合，虽然其交换能 J’比J要小5个量级，但导致了三维长程反铁磁序。
2201相 (7-22K）
2234相（不稳定相）
2212相（85K） 2223相（110K）
Bi系超导相平均晶体结构为四方晶系，体心点阵 Bi系四个超导相的晶胞参数a, b相近，c分别为2.46 nm、 3.08 nm、3.70 nm和4.40 nm 随着c的增加，Tc也增加 结构特点：Cu-O层被Bi2O2双层隔开。不同相的结构差异在 于相互靠近的Cu-O层的数目和Cu-O层之间Ca层的数目 * 结构上的相似性，使得不可避免地有多相共生的现象
无限层铜氧 面会如何？
Cu-O
Sr-O Bi-O 两层铜氧面
Sr-O
Bi-O 三层铜氧面
无限层超导体
Bi (Tl)系通式： A2B2Can-1CunO2n+y A (Bi或Tl） B(Sr或 Ba) 若无限增加铜氧层的数目，即令 n ，这时在通式中的A和B 将被忽略，得到的Ca:Cu:O = 1:1:2。 根据这样的思路，通过探索合成工艺有可能得到具有无限多铜 氧层的超导体，如CaCuO2、SrCuO2、BaCuO2等 即“全铜氧 层”或“无限铜氧层”结构。 其特征：由很多Cu-O层和Ca层堆垛而成的。Ca层是最简单的 载流子库层，超导所需的载流子是通过Ca层的调整来实现的。
百度文库它新型超导体
C60 ：有较大的发展潜力，由于它弹性较大，比质地脆硬的氧化物
陶瓷易于加工成型，而且它的临界电流、临界磁场和相干长度均较 大，这些特点使C60超导体更有望实用化。 C60被誉为21世纪新材
料的”明星”，这种材料已展现了机械、光、电、磁、化学等多方
面的新奇特性和应用前景。有人预言巨型C240、C540合成如能实现， 还可能成为室温超导体。
为什么超导体分为第1类超导体和第2类超导体? 因为超导态和正常态之间的界面能存在正负。由GL方程得到:
1）
界面能 > 0 , 属于第1类超导体。
表明界面出现会导致体系能量上升，因此将不会出现超导态与 正常态共存的混合态。 这类超导体从超导态向正常态过渡时不经过混合态，被称作第 1类超导体。
2）
界面能 < 0, 属于第2类超导体。
第II类超导体
第II类超导体主要包括金属 元素钒、锝和铌，金属化合 物、合金和高温超导体。 第II类超导体和第I类超导体 的区别主要在于： 1) 第II类超导体由正常态转变为超导态时有一个中间态 （混合态）；
2) 第II类超导体的混合态中有磁通线存在，而第I类超导 体没有；
3) 第II类超导体比第I类超导体有更高的临界磁场、更大 的 临界电流密度和更高的临界温度。
第II类超导体的分类
第II类超导体根据是否存 在磁通钉扎中心而分为： 理想第II类超导体 非理想第II类超导体
理想第II类超导体的晶体结构比较完整，不存在磁通钉扎中心， 并且当磁通线均匀排列时，在磁通线周围的涡旋电流将彼此抵 消，其体内无电流通过，从而不具有高临界电流密度。 非理想第II类超导体的晶体结构存在缺陷，并且存在磁通钉扎 中心，其体内的磁通线排列不均匀，体内各处的涡旋电流不能 完全抵消，出现体内电流，从而具有高临界电流密度，适合于 实际应用。
BSCCO界里面的STM图
Bi-Sr-Ca-Cu-O 超导体
2212
2201
2223
Bi-Sr-Ca-Cu-O 超导体
85 K 2212
7-22 K 2201 Bi-O Sr-O Cu-O Sr-O Bi-O 一层铜氧面 Bi-O Sr-O Cu-O Ca
110 K 2223 Bi-O Sr-O Cu-O Ca Cu-O Ca Cu-O
第2类超导体内磁通线的实验观察
Essmann采用Bitter图案技术得到材料中的涡旋线结构
用 Pb+6.3 ％ In 合 金 柱 ， 在 温 度 1.2K，外加平行于样品轴向的磁 场，将细铁磁粒子散在样品端部 的平面上，显然铁磁粒子只能集 中于磁场穿透的地方，超导体的 完全抗磁效应排出磁铁粒子，因 此照片上的黑区是铁磁的集聚处， 也就是穿透到超导体内磁场的出 口。照片给出了十分清晰的三角 形点阵。
两类超导体的基本特征
超导体按其磁化特性可分成两类： 1）第I类超导体只有一个临界磁场Hc。 在超导态, 磁化行为满足M／H＝-1，具有迈斯纳效应。 2）第П类超导体有两个临界磁场，即下临界磁场Hc1和上临界 磁场Hc2（ Hc1 < Hc2 ）。 a)当外磁场小于Hc1时，同第I类超导体一样，磁通被完全 排出体外，此时第П类超导体处于迈斯纳状态，体内没有磁通 线通过。 b)当外磁场处在Hcl和Hc2之间时，第2类超导体处于混合态 （涡旋态）。这时体内有部分磁通穿过，体内既有超导态部分, 又有正常态部分，磁通只是部分地被排出。 c)当外磁场大于Hc2时，材料处在正常态。
MgB2：二硼化镁（MgB2），其超导转变温度达39K。二硼化
镁的发现为研究新一类具有简单组成和结构的高温超导体找 到新途径。易合成和加工，容易制成薄膜或线材。可应用于 电力传输、超级电子计算机器件以及CT扫描成像仪等方面。 二硼化镁的发现使世界凝聚态物理学界为之兴奋。
非常规超导体
丰富多彩的超导材料 变幻莫测的物理性质 谜般的吸引力
SC
高温超导体：层状结构
导电层
载流子库层
层状结构 准二维的特点
导电层和载流子库层
铜氧面的特点
Cu 原 子 的 外 层 电 子 为3d104s1 ，铜氧化物 中 的 Cu2+ 离 子 具 有 3d9 的 电 子 构 型 ， 即 ， 3d 壳 层 有 一 个 dx2-y2 轨道的空穴，带有 1/2的自旋。
具有层状的类钙钛矿型结构组元。
整体结构分别由导电层和载流子库层组成。 导电层是指分别由Cu-O6八面体、Cu-O5四方锥和Cu-O4平面 四边形构成的铜氧层。这种结构组元是高温氧化物超导体所共 有的，也是对超导电性至关重要的结构特征，它决定了氧化物 超导体在结构上和物理特性上的二维特点。超导主要发生在导 电层(铜氧层)上。 其他层状结构组元构成了高温超导体的载流子库层，其作用 是调节铜氧层的载流子浓度或提供超导电性所必需的耦合机制。
超导材料
元素超导体 合金超导体
非常规超导体：高温氧化物超导体
不含铜氧面的超导体、 MgB2、新型超导体
元素超导体
元素超导体
在常压下具有超导电性的元素金属有32种。
在高压下具有超导电性的元素金属有14种。
有些元素在经过特殊工艺处理(如制备成薄膜，电 磁波辐照、离子注入等)后显示出超导电性。 Nb的Tc最高(9.2K)，与一些合金超导体相接近，而 制备工艺要简单得多。Nb膜的Tc对氧杂质十分敏感， 因而在超高真空(氧分压＜10-6Pa)条件下，才能制 备优良的Nb薄膜。
Bi-Sr-Ca-Cu-O 超导体
2223
2212
Bi-O 2201 Bi-O Sr-O Cu-O Sr-O Bi-O 一层铜氧面 Sr-O Cu-O Ca
Bi-O Sr-O Cu-O Ca Cu-O Ca Cu-O
Cu-O
Sr-O Bi-O 两层铜氧面
Sr-O
Bi-O 三层铜氧面
BSCCO的 电子显微镜 高分辨图
单根磁通线结构
每个磁通线只有一个正常的芯，芯的半径为相干长度ξ，磁通 量子由环流的超导电流所维持，这个超导电流在距芯为λ的半 径上衰减。如果在单位面积中有N个量子磁通线，则超导体的 磁感应强度为B＝NΦ0，相邻两个磁通线之间的距离为: 磁通线的间距d与H1/2 成反比。随着 外磁场H的增加，磁通线间距d缩短。 当外磁场增加时，每个圆柱形的正 常区并不扩大，而是增加正常区的 数目。当外磁场达到上临界磁场Hc2 时，相邻的正常区圆柱体彼此接触， 超导区消失，整个材料变成正常态。 每根磁通线都是一样的，磁通量子。
非常规超导体的特征
可能存在非s波超导电子配对 能隙各向异性 在低温下一些物理性质遵从power law 超导和磁性共存
氧化物超导体（3d, 4d电子） 重费米子超导体（4f, 5f电子） 磁性超导体 有机超导体
氧化物高温超导体
La系 Y系
Bi系
Hg系
小资料：钙钛矿型结构(CaTiO3) 大量高Tc氧化物超导体具有钙钛矿或由钙钛矿型结构畸变 衍生而成的结构。 钙钛矿型结构的分子式为ABX3，其中A与B分别为离子半 径大与小的阳离子，X为阴离子，一般为元素周期表中第六族 或第七族元素。
Ba-O
Cu-O Y Cu-O Ba-O =0 正交 =1 四方
* 存在一维的铜氧链
Cu-O
YBa2Cu3O7-
Pr掺杂导致超导 电性的丧失
线性电阻 电阻率各向异性
随成分而改变
Bi-Sr-Ca-Cu-O
Bi-Sr-Ca-Cu-O 超导体 通式：Bi2Sr2Can-1CunO2n+4, n ＝ 1, 2, 3, 4
在钙钛矿结构中， 可以看成是[BX6]八面 体共顶联结，沿三维空 间延伸，离子半径大的 阳离子A填隙在由阴离 子X所组成的立方八面 体间隙中。
Ca
O
Ti
高温超导体结构特征
Ba
Cu-O链
O Y Cu
La Cu在中心， 旁边是氧
Y系
Cu O
La 系
Hg 系
氧化物超导体的特点
明显的层状结构、较短的超导相干长度、较强的各向异性以 及Tc对载流子浓度强依赖关系。
氧化物超导体的特点
相干长度很短是所有高温超导体的本征特性，所以不均匀 性也是高温超导体的本征特性。
高温超导体的性质由载流子浓度决定。
例：La2CuO4，其母体是反铁磁绝缘体。掺入很少量的Sr后 变为自旋玻璃态。进一步的掺杂将变为超导体。存在一个最 佳的载流子浓度，使临界温度达到极大值。过量掺杂将使该 体系变为正常金属。 T 自 旋 AF 玻 璃 正 常 金 属 x
超导合金
具有超导电性的合金及化合物多达几千种，但能用的不多。 A-15超导体，是20世纪50年代Matthias首次发现的。在1986 年以前发现的超导体中，这类化合物中的Tc居于领先地位。它 们之中临界温度最高的是Nb3Ge薄膜，为23.2K。 c-15超导体的临界温度~10K, 但上临界场较高，在力学性质 上优于Nb3Sn，易于加工成型，中子辐照对它的超导电性影响 较小，因而是目前受控热核反应用高场超导磁体的理想材料。
表明超导态-正常态界面的出现对降低体系的能量有利，体系中 将出现混合态，这类超导体被称作第2类超导体。
第I类超导体
第 I 类 超 导体 主 要 包括 一些在常温下具有良好 导电性的纯金属，如铝、 锌、镓、镉、锡、铟等， 该类超导体的溶点较低、 质地较软，亦被称作 “软超导体”。
其特征是：由正常态过渡到超导态时没有中间态， 并且具有完全抗磁性。 第I类超导体由于其临界电流密度和临界磁场较低， 因而没有很好的实用价值。
La1.85 Sr0.15Cu1-xNix O4的电阻
Hall系数
Y-Ba-Cu-O
Y-Ba-Cu-O的结构示意图
Y-Ba-Cu-O 超导体
在Y-Ba-Cu-O中，Y一般用稀土元素来替换后，仍保持Y-123结 构，而且对Tc影响不大。但用Ce和Pr臵换后，由于导致了载流 子的局域化，使其丧失了超导电性。在Y-123化合物中用过渡 族元素Fe、Ni、Co和Zn以及Ga、Al、Mg等臵换部分Cu后， 导致Tc不同程度的下降。 Cu-O * 畸变的铜氧面 *不等价的氧占位
在高温超导材料中，表现强关联特性的磁有序及 自旋涨落是高温超导体区别于常规超导体的最重 要的特点之一。
La(Sr)-Cu-O
La(Sr)-Cu-O (2-1-4相)超导体
具有K2NiF4结构的La2-xMxCuO4 (M＝Sr，Ba)是由La2CuO4掺杂得 到的。晶体结构属四方晶系，晶格 常数a = 0.38nm 和c＝1.32 nm。 纯的La2CuO4是不超导 La-O 的，当氧过量或部分 Cu-O La3+离子被二价的Sr2+ 和Ba2+所替代时才显示 La-O 出超导性质，超导转变 La-O 温度在20-40K之间，取 Cu-O 决于掺杂元素M和掺杂 浓度x。 La-O
Oxygen Copper
反铁磁 强关联
氧化物超导体中的磁有序
在Cu-O面内，最近邻的Cu2+格点之间存在强的反 铁磁超交换作用，交换能J为10-130meV，因而Cu2+离 子组成二维平方格子的自旋为1/2的海森堡系统。 CuO2平面之间有很弱的层间耦合，虽然其交换能 J’比J要小5个量级，但导致了三维长程反铁磁序。
2201相 (7-22K）
2234相（不稳定相）
2212相（85K） 2223相（110K）
Bi系超导相平均晶体结构为四方晶系，体心点阵 Bi系四个超导相的晶胞参数a, b相近，c分别为2.46 nm、 3.08 nm、3.70 nm和4.40 nm 随着c的增加，Tc也增加 结构特点：Cu-O层被Bi2O2双层隔开。不同相的结构差异在 于相互靠近的Cu-O层的数目和Cu-O层之间Ca层的数目 * 结构上的相似性，使得不可避免地有多相共生的现象
无限层铜氧 面会如何？
Cu-O
Sr-O Bi-O 两层铜氧面
Sr-O
Bi-O 三层铜氧面
无限层超导体
Bi (Tl)系通式： A2B2Can-1CunO2n+y A (Bi或Tl） B(Sr或 Ba) 若无限增加铜氧层的数目，即令 n ，这时在通式中的A和B 将被忽略，得到的Ca:Cu:O = 1:1:2。 根据这样的思路，通过探索合成工艺有可能得到具有无限多铜 氧层的超导体，如CaCuO2、SrCuO2、BaCuO2等 即“全铜氧 层”或“无限铜氧层”结构。 其特征：由很多Cu-O层和Ca层堆垛而成的。Ca层是最简单的 载流子库层，超导所需的载流子是通过Ca层的调整来实现的。
百度文库它新型超导体
C60 ：有较大的发展潜力，由于它弹性较大，比质地脆硬的氧化物
陶瓷易于加工成型，而且它的临界电流、临界磁场和相干长度均较 大，这些特点使C60超导体更有望实用化。 C60被誉为21世纪新材
料的”明星”，这种材料已展现了机械、光、电、磁、化学等多方
面的新奇特性和应用前景。有人预言巨型C240、C540合成如能实现， 还可能成为室温超导体。
为什么超导体分为第1类超导体和第2类超导体? 因为超导态和正常态之间的界面能存在正负。由GL方程得到:
1）
界面能 > 0 , 属于第1类超导体。
表明界面出现会导致体系能量上升，因此将不会出现超导态与 正常态共存的混合态。 这类超导体从超导态向正常态过渡时不经过混合态，被称作第 1类超导体。
2）
界面能 < 0, 属于第2类超导体。
第II类超导体
第II类超导体主要包括金属 元素钒、锝和铌，金属化合 物、合金和高温超导体。 第II类超导体和第I类超导体 的区别主要在于： 1) 第II类超导体由正常态转变为超导态时有一个中间态 （混合态）；
2) 第II类超导体的混合态中有磁通线存在，而第I类超导 体没有；
3) 第II类超导体比第I类超导体有更高的临界磁场、更大 的 临界电流密度和更高的临界温度。
第II类超导体的分类
第II类超导体根据是否存 在磁通钉扎中心而分为： 理想第II类超导体 非理想第II类超导体
理想第II类超导体的晶体结构比较完整，不存在磁通钉扎中心， 并且当磁通线均匀排列时，在磁通线周围的涡旋电流将彼此抵 消，其体内无电流通过，从而不具有高临界电流密度。 非理想第II类超导体的晶体结构存在缺陷，并且存在磁通钉扎 中心，其体内的磁通线排列不均匀，体内各处的涡旋电流不能 完全抵消，出现体内电流，从而具有高临界电流密度，适合于 实际应用。
BSCCO界里面的STM图
Bi-Sr-Ca-Cu-O 超导体
2212
2201
2223
Bi-Sr-Ca-Cu-O 超导体
85 K 2212
7-22 K 2201 Bi-O Sr-O Cu-O Sr-O Bi-O 一层铜氧面 Bi-O Sr-O Cu-O Ca
110 K 2223 Bi-O Sr-O Cu-O Ca Cu-O Ca Cu-O
第2类超导体内磁通线的实验观察
Essmann采用Bitter图案技术得到材料中的涡旋线结构
用 Pb+6.3 ％ In 合 金 柱 ， 在 温 度 1.2K，外加平行于样品轴向的磁 场，将细铁磁粒子散在样品端部 的平面上，显然铁磁粒子只能集 中于磁场穿透的地方，超导体的 完全抗磁效应排出磁铁粒子，因 此照片上的黑区是铁磁的集聚处， 也就是穿透到超导体内磁场的出 口。照片给出了十分清晰的三角 形点阵。