约瑟夫森的论文发表在

超导体最重要的特点是电流通过时电阻为零，有一些类型的金属（特别是钛、钒、铬、铁、镍），当将其置于特别低的温度下时，电流通过时的电阻就为零。在普通的导体中，大部分通过导体的电流由于电阻的原因变为热能，因而被“消耗”掉了。在超导体中，实际上没有阻力，这样，一旦接通电流，从理论上讲就永远不会中断。在一个用超导体制成的电磁体（一个线圈，电流从中通过时产生电磁场）所构成的电路中，从理论上讲只送入一次电流，就可以在电路内不停的流动，从而就能使电磁场持续不断。当然，实际上是存在损耗的，不可能实现这类“永动”，不能不去考虑必需的能源投入，以使超导体能保持其产生零电阻现象所需要的底温状态（即-269℃，比绝对零度高出4℃）。 然而，从80年代初开始，人们发现了新材料。这种新材料能够在越来越接近常温的条件下形成超导体。为在这些物质的基础上获得超导体，各国都正在进行各种研究。这种材料同传统材料的区别在于它不需要冷却系统。 超导现象是1911年由荷兰人海克·卡默林·翁内斯（1853－1926）发现的。几十年中，没有人能做出解释。在理论上让人信服的解释出现在半个世纪之后，即在1957年由物理学家约翰·巴丁（晶体管发明者之一）、利昂·库珀和约翰施里弗宣布的“BCS理论”。电流是一种在金属离子，亦即带有多出的正电荷的原子周围流动的自由电子，电阻的产生是因为离子阻碍了电子的流动，而阻碍的原因又是由于原子本身的热振动以及它们在空间位置的不确定所造成的。 在超导体中，电子一对一对结合构成了所谓的“库珀对”，它们中的每一对都以单个粒子的形式存在。这些粒子抱成一团流动，不顾及金属离子的阻力，好像是液体一样在流动。这样，事实上就中和了任何潜在的阻力因素。 在普通导体中会发生什么情况 上边这幅图使电传导观念形象化了，电传导就如同球体（电子）运动一样。它在斜面上流动（斜面相当于一个导体）障碍物代表金属离子不规则的网状结构，它们不允许电子自由流动。这就是形成电阻的原因。电子与全属离子相撞，输出了它的部分能量，这些能量又转化为热量。 超导体会发生什么变化 超导体中电子两个两个地成组聚集在所谓的“库珀对”里面，它们又表现为单一的粒子，这同煤气分子能够聚集成液体状是同样的道理。超导电子作为整体以液体的形态表现出来，尽管存在着由于金属离子摆动和金属离子网的不规则带来的阻碍，它还是能够自由流动而不受影响。 ---------------------------------------------超导体 超导体，气体液化问题是19世纪物理学的热点之一。1911年昂内斯发现：汞的电阻在42K左右的低温度时急剧下降，以致完全消失(即零电阻）。1913年他在一篇论文中首次以“超导电性”一词来表达这一现象。由于“对低温下物质性质的研究，并使氦气液化”方面的成就，昂内斯获1913年诺贝尔物理学奖。 直到50年后，人们才获得了突破性的进展，“BCS"理论的提出标志着超导电性理论现代阶段的开始“BCS"理论是由美国物理学家巴丁、库珀和施里弗于1957年首先提出的，并以三位科学家姓名第一个大写字母命名这一理论。这一理论的核心是计算出超导体中存在电子相互吸引从而形成一种共振态，即存在“电子对”。 1962年英国剑桥大学研究生约瑟夫森根据“BCS”理论预言，在薄绝缘层隔开的两种超导材料之间有电流通过，即“电子对”能穿过薄绝缘层（隧道效应）；同时还产生一些特殊的现象，如电流通过簿绝缘层无需加电压，倘若加电压，电流反而停止而产生高频振荡。这一超导物理现象称为“约瑟夫森效应”。这一效应在美国的贝尔实验室得到证实。“约瑟夫森效应”有力的支持了“BCS理论”。因此，巴丁、库怕、施里弗荣获1972年诺贝尔物理奖。约瑟夫森则获得1973年度诺贝尔物理奖。 德国物理学家柏诺兹和瑞士物理学家缪勒从1983年开始集中力量研究稀土元素氧化物的超导电性。1986年他们终于发现了一种氧化物材料，其超导转变温度比以往的超导材料高出12度。这一发现导致了超导研究的重大突破，美国、中国、日本等国的科学家纷纷投入研究，很快就发现了在液氮温区（－196C以下)获得超导电性的陶瓷材料，此后不断发现高临界温度的超导材料。这就为超导的应用提供了条件。帕诺兹和缪勒也因此获1987年诺贝尔物理奖。 超导体处于主导地位 柯宝泰 超导体最重要的特点是电流通过时电阻为零，有一些类型的金属（特别是钛、钒、铬、铁、镍），当将其置于特别低的温度下时，电流通过时的电阻就为零。在普通的导体中，大部分通过导体的电流由于电阻的原因变为热能，因而被“消耗”掉了。在超导体中，实际上没有阻力，这样，一旦接通电流，从理论上讲就永远不会中断。在一个用超导体制成的电磁体（一个线圈，电流从中通过时产生电磁场）所构成的电路中，从理论上讲只送入一次电流，就可以在电路内不停的流动，从而就能使电磁场持续不断。当然，实际上是存在损耗的，不可能实现这类“永动”，不能不去考虑必需的能源投入，以使超导体能保持其产生零电阻现象所需要的底温状态（即-269℃，比绝对零度高出4℃）。 然而，从80年代初开始，人们发现了新材料。这种新材料能够在越来越接近常温的条件下形成超导体。为在这些物质的基础上获得超导体，各国都正在进行各种研究。这种材料同传统材料的区别在于它不需要冷却系统。 超导现象是1911年由荷兰人海克·卡默林·翁内斯（1853－1926）发现的。几十年中，没有人能做出解释。在理论上让人信服的解释出现在半个世纪之后，即在1957年由物理学家约翰·巴丁（晶体管发明者之一）、利昂·库珀和约翰施里弗宣布的“BCS理论”。电流是一种在金属离子，亦即带有多出的正电荷的原子周围流动的自由电子，电阻的产生是因为离子阻碍了电子的流动，而阻碍的原因又是由于原子本身的热振动以及它们在空间位置的不确定所造成的。 在超导体中，电子一对一对结合构成了所谓的“库珀对”，它们中的每一对都以单个粒子的形式存在。这些粒子抱成一团流动，不顾及金属离子的阻力，好像是液体一样在流动。这样，事实上就中和了任何潜在的阻力因素。 在普通导体中会发生什么情况 上边这幅图使电传导观念形象化了，电传导就如同球体（电子）运动一样。它在斜面上流动（斜面相当于一个导体）障碍物代表金属离子不规则的网状结构，它们不允许电子自由流动。这就是形成电阻的原因。电子与全属离子相撞，输出了它的部分能量，这些能量又转化为热量。 超导体会发生什么变化 超导体中电子两个两个地成组聚集在所谓的“库珀对”里面，它们又表现为单一的粒子，这同煤气分子能够聚集成液体状是同样的道理。超导电子作为整体以液体的形态表现出来，尽管存在着由于金属离子摆动和金属离子网的不规则带来的阻碍，它还是能够自由流动而不受影响。 人们早已知道，随着温度的降低，金属的电阻会减小，但是并不知道在温度接近绝对零度时，电阻会降低到什么程度。为了弄清这个问题，荷兰物理学家昂尼斯（1853～1926）开始对极低温度下金属电阻的研究。1911 年，他在测量低温下水银的电阻时发现，水银的电阻并不像人们预想的那样随着温度的降低连续地减小，而是当温度降到—269℃左右时突然完全消失。以后还发现一些金属或合金，当温度降到某一温度时，电阻也会变为零。这种现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质叫做超导体。物质的电阻变为零时的温度叫做这种物质的超导转变温度或超导临界温度，用TC 表示。物质低于TC 时具有超导性，高于TC 时失去超导性。 超导体的发现，在科学技术上有很大的意义。例如，由于现代生产的发展，对电能的需要迅速增长，有人统计，几乎每隔10 年对电能的需要就会增长一倍。但输电线有电阻，由于电流的热效应，使损失在输送电路上的电能大约超过。如果我们能够找到常温下的超导材料，就可以在发电、送电、电动机等方面大规模地利用超导性能，它将在现代技术的一切领域内引起一场巨大的变革。所以常温超导体的研究，是目前的一个重要课题，即使得不到常温超导体，能寻找到转变温度较高的超导体亦有重大意义。在这方面，我国的研究工作走在世界前列，1989 年已找到TC 达—141℃的超导材料，这是在高临界温度超导体研究方面取得的重大突破。 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------呵呵！！！！！！！！！！！！！！！！

1911年，荷兰莱顿大学实验物理学教授Camerin Ennis发现，当水银的电阻接近绝对零度(-273摄氏度)时，电阻急剧下降，完全消失。他在1913年发表的一篇论文中首次使用了“超导”一词。

看过电影《道士下山》的人一定对影片中神奇的“猿击术”惊叹不已，想必道士何安下将来肯定技艺超群。中国的道士真有那么牛么？翻一翻连环画《劳山道士》，你会发现还有更加神奇的事情——某些道士居然有毫发无损穿墙而过的道行，简直太不可思议了！

要知道，对普通人来说，从墙这头到墙那头，除了翻墙外别无他法。且莫要沮丧，从物理学的角度来看，“穿墙而过”是可以实现的，只不过并不发生在我们宏观世界，而是在原子尺度的微观世界里。

“天赋异禀”：是波也是粒子

在经典物理中，一个粒子如果想要去“山”那头，只能是翻山越岭。而在量子物理中，它完全可以从山脚下打个隧道穿越过去，这个过程称之为“量子隧穿”。

为什么微观粒子可以“穿墙而过”？大多数人更熟悉经典物理描述的世界，对量子世界可能比较陌生。大体来说，量子世界里的微观粒子并不像我们在宏观世界看到的一个个小球，它们除了具有“粒子性”之外，还具有“波动性”。比如，对于微观世界的一个电子，它既可以像个有体积有质量的粒子一样和别的微粒发生碰撞，又可以像一束波那样向前传播能量甚至绕过障碍物。

具有“波粒二象性”的粒子行踪捉摸不定，以至于我们只能用它某时在某地出现的概率来描述。也就是说，粒子在山的这头还是那头，完全是个概率事件。如果下一时刻，粒子跑到了山那边，就意味着它发生了“量子隧穿”。

不过，对于微观粒子而言，穿越虽非幻想，但也不是随时随地都行的。即使面对蹦跶一下就能够得着的“高山”，粒子穿越的概率也一般小于百分之一；如果这座“山”再宽十倍变成厚墙，这个概率立马会下降到十亿分之一甚至更小。如果要让一大波不同粒子群体同时穿越，可能性基本上是零，这正是宏观的人类无法穿墙的原因。

好在，微观世界电子数目多了去了，总有那么一小撮不安分的家伙想跑到山那头去看看风景，于是，被科学家“俘虏”并加以利用。

穿越带来的第一个神器：扫描隧道电子显微镜

科学家是如何利用隧穿电子的呢？如果用原子尺度的针尖去接近材料表面，在无须触碰到表面原子的情况下，材料表面的电子就可以隧穿到针尖上，通过隧穿过来的电流大小进而得知材料表面电子密度的分布，就像伸手去“触摸”或“感知”原子一样。利用这个原理制造出了名为“扫描隧道电子显微镜”的神器，具有能够“看到”原子的火眼金睛，是现代科研常用的尖端仪器之一。

从个体偷渡到成对私奔：库伯电子对

在一般材料内部，电子都是特立独行的，它们喜欢自个儿“偷渡”到另一物体里，而懒得理会同伴。但是，如果把两块超导材料放在一起，情况就大不同啦！在特定温度下，超导体电阻会消失为零，其奥秘就在于材料内部的电子之间发生了奇妙的故事——某些能量相同但运动方向相反的电子会擦出爱情的火花而“两两配对”。这些超导电子对又被称为“库伯电子对”，是以理论预言该现象的物理学家库伯命名的。

在超导材料内部，存在大量的库伯电子对，这些幸福的对儿在受到干扰的时候会“互相鼓励”——如果某一个电子在运动过程能量受到损失，那么和它配对的那个电子的能量就会增加。因此，作为整体，库伯对在运动过程中没有能量损失，也就不会产生电阻，导致超导体的宏观电阻为零。当电子们都配成对儿后，就像整个班里的同学都陷入早恋一样，它们会保持整体步调一致，大伙儿按照共同的节奏行进，物理学上称之为“相位相干”。

“打群架”打出新神器：超导量子干涉仪

现在，让我们设想一种新的情况，如果把两块超导体靠近，中间隔上一层薄薄的绝缘体，会发生什么有趣的事情呢？

假设A班的某男生要转学去B班，那他肯定对自己在A班的女朋友依依不舍，因为B班那边他一个人都不认识。好吧，那么干脆带着女朋友一起转学去B班吧！等他们手牵手穿过墙壁，去B班的教室一看，咦？怎么B班的同学们成双成对地在慢走呢？步调和自己的根本不协调呢。于是，这对刚刚发现新大陆的同学就回去拉A班里的其他同学一起过来参观。两个步调不一致的班碰到一起，难免要有点磕磕碰碰，于是就发生了物理世界所谓的“干涉”（打群架啦！）。这种超导“库伯电子对”的集体隧穿，称之为超导隧道效应。

利用该效应制备出的一种高大上的仪器叫做“超导量子干涉仪”，这种干涉仪具有极高的灵敏度。由于干涉效应的存在，随着外磁场变化，超导量子干涉仪里面的电流会出现强度震荡。哪怕是穿过环间的一根磁通线发生了变化，通过干涉仪的电流强度就会出现响应。

看得见的现实与未来：从诺贝尔奖到超导量子计算机

超导量子隧道效应又被命名为“约瑟夫森效应”，是以其理论预言者英国物理学家约瑟夫森命名的。

约瑟夫森发现超导电子对可以发生隧穿效应，并顶住业内前辈们对这种新奇思想的抗拒，坚持发表了论文。不久之后，超导隧道效应的实验获得了成功，“约瑟夫森效应”一词终于被人接受，约瑟夫森本人也于1973年获得诺贝尔物理学奖。关于微观世界电子们手牵手成对儿穿越的故事，从此传为佳话，开启了超导应用的新世界。

以超导约瑟夫森效应为原理制作出了很多超导约瑟夫森器件。尤其近年来，超导约瑟夫森器件家族里冉冉升起了一颗耀眼的新星——超导量子比特。打开你的电脑机箱，就会发现主板上的核心部件——CPU，其原理就是经典半导体比特。

信息技术领域的摩尔定律告诉我们，计算机每秒的运行次数随着年代在持续增长，但是总有一天会遇到尽头——因为经典比特里的电路宽度不能无限小，而是会触碰到量子极限。当集成电路单元越来越小的时候，量子效应的凸显会让所有经典电路失效，最后电脑里只能越来越多个核，而不是一个核集成越来越多的电路。

当然，这个临时解决办法也会在未来十年里走到绝境。怎么办呢？最好的办法并不是逃避量子效应，而是主动利用量子效应。其中，超导量子比特就是替代经典半导体比特的选择之一。

量子的世界十分神奇，如粒子隧穿是概率事件一样奇妙的是，两个量子放在一起，它们的状态并不是“1是1、2是2”，而是互相叠加甚至纠缠在一起，体现出更加复杂的量子态，结果是1+1远大于2。

一个量子比特能携带的信息是常规电子计算机里面经典比特的两倍，如果N个量子比特和N个经典比特PK，那么量子比特群能携带2的N次方倍的数据量。这是什么概念？仅仅需要32个量子比特就能存储4GB的信息量！显然，量子比特完胜！

利用超导材料制作成的超导量子比特，还具有形式多样、宏观尺寸大，以及良好的设计加工自由度，易于集成化规模化等独特优势。这意味着，超导量子比特具有非常广阔的应用空间。更重要的是，由于超导态下电阻为零，超导量子器件是零能耗的，从此再也不用发愁CPU温度过高的问题了。

如果把超导量子比特组装成计算元件，就可以造出超导量子计算机。其计算性能也将是现在经典计算机的指数倍。比如说，普通计算机算一年的工作量，在超导量子计算机里也许只需要不到一秒的时间！做一部IMAX高清动画对于量子计算机来说也就是分分钟搞定的事儿，未来的美好简直不敢想象！

不过先别兴奋太早，超导量子计算机技术还处在初步阶段，离真正的大规模商业推广还有一定的距离。目前的量子比特系统还十分脆弱，任何调控和测量都会对其产生干扰，而某些小的扰动则可能导致计算错误，甚至直接回到“原始社会”——彻底摧毁量子系统。

尽管如此，科学家们也一直在为人类的梦想而努力。新一轮关于超超级计算机的竞赛，已经在如火如荼得进行。你，会想加入其中吗？

（出品：科普中国；制作：超导与航天新战队罗会仟；监制：中国科学院计算机网络信息中心；如需转载请与移动端科普融合创作办公室 联系。）

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在一定情况下没有电阻的导体叫做超导体.超导体没有电阻的现象叫超导现象

超导体最重要的特点是电流通过时电阻为零，有一些类型的金属（特别是钛、钒、铬、铁、镍），当将其置于特别低的温度下时，电流通过时的电阻就为零。在普通的导体中，大部分通过导体的电流由于电阻的原因变为热能，因而被“消耗”掉了。在超导体中，实际上没有阻力，这样，一旦接通电流，从理论上讲就永远不会中断。在一个用超导体制成的电磁体（一个线圈，电流从中通过时产生电磁场）所构成的电路中，从理论上讲只送入一次电流，就可以在电路内不停的流动，从而就能使电磁场持续不断。当然，实际上是存在损耗的，不可能实现这类“永动”，不能不去考虑必需的能源投入，以使超导体能保持其产生零电阻现象所需要的底温状态（即-269℃，比绝对零度高出4℃）。 然而，从80年代初开始，人们发现了新材料。这种新材料能够在越来越接近常温的条件下形成超导体。为在这些物质的基础上获得超导体，各国都正在进行各种研究。这种材料同传统材料的区别在于它不需要冷却系统。 超导现象是1911年由荷兰人海克·卡默林·翁内斯（1853－1926）发现的。几十年中，没有人能做出解释。在理论上让人信服的解释出现在半个世纪之后，即在1957年由物理学家约翰·巴丁（晶体管发明者之一）、利昂·库珀和约翰施里弗宣布的“BCS理论”。电流是一种在金属离子，亦即带有多出的正电荷的原子周围流动的自由电子，电阻的产生是因为离子阻碍了电子的流动，而阻碍的原因又是由于原子本身的热振动以及它们在空间位置的不确定所造成的。 在超导体中，电子一对一对结合构成了所谓的“库珀对”，它们中的每一对都以单个粒子的形式存在。这些粒子抱成一团流动，不顾及金属离子的阻力，好像是液体一样在流动。这样，事实上就中和了任何潜在的阻力因素。在普通导体中会发生什么情况 上边这幅图使电传导观念形象化了，电传导就如同球体（电子）运动一样。它在斜面上流动（斜面相当于一个导体）障碍物代表金属离子不规则的网状结构，它们不允许电子自由流动。这就是形成电阻的原因。电子与全属离子相撞，输出了它的部分能量，这些能量又转化为热量。超导体会发生什么变化 超导体中电子两个两个地成组聚集在所谓的“库珀对”里面，它们又表现为单一的粒子，这同煤气分子能够聚集成液体状是同样的道理。超导电子作为整体以液体的形态表现出来，尽管存在着由于金属离子摆动和金属离子网的不规则带来的阻碍，它还是能够自由流动而不受影响。

超导体超导体，气体液化问题是19世纪物理学的热点之一。1911年昂内斯发现：汞的电阻在42K左右的低温度时急剧下降，以致完全消失(即零电阻）。1913年他在一篇论文中首次以“超导电性”一词来表达这一现象。由于“对低温下物质性质的研究，并使氦气液化”方面的成就，昂内斯获1913年诺贝尔物理学奖。直到50年后，人们才获得了突破性的进展，“BCS"理论的提出标志着超导电性理论现代阶段的开始“BCS"理论是由美国物理学家巴丁、库珀和施里弗于1957年首先提出的，并以三位科学家姓名第一个大写字母命名这一理论。这一理论的核心是计算出超导体中存在电子相互吸引从而形成一种共振态，即存在“电子对”。1962年英国剑桥大学研究生约瑟夫森根据“BCS”理论预言，在薄绝缘层隔开的两种超导材料之间有电流通过，即“电子对”能穿过薄绝缘层（隧道效应）；同时还产生一些特殊的现象，如电流通过簿绝缘层无需加电压，倘若加电压，电流反而停止而产生高频振荡。这一超导物理现象称为“约瑟夫森效应”。这一效应在美国的贝尔实验室得到证实。“约瑟夫森效应”有力的支持了“BCS理论”。因此，巴丁、库怕、施里弗荣获1972年诺贝尔物理奖。约瑟夫森则获得1973年度诺贝尔物理奖。德国物理学家柏诺兹和瑞士物理学家缪勒从1983年开始集中力量研究稀土元素氧化物的超导电性。1986年他们终于发现了一种氧化物材料，其超导转变温度比以往的超导材料高出12度。这一发现导致了超导研究的重大突破，美国、中国、日本等国的科学家纷纷投入研究，很快就发现了在液氮温区（－196C以下)获得超导电性的陶瓷材料，此后不断发现高临界温度的超导材料。这就为超导的应用提供了条件。帕诺兹和缪勒也因此获1987年诺贝尔物理奖。 超导体处于主导地位柯宝泰 超导体最重要的特点是电流通过时电阻为零，有一些类型的金属（特别是钛、钒、铬、铁、镍），当将其置于特别低的温度下时，电流通过时的电阻就为零。在普通的导体中，大部分通过导体的电流由于电阻的原因变为热能，因而被“消耗”掉了。在超导体中，实际上没有阻力，这样，一旦接通电流，从理论上讲就永远不会中断。在一个用超导体制成的电磁体（一个线圈，电流从中通过时产生电磁场）所构成的电路中，从理论上讲只送入一次电流，就可以在电路内不停的流动，从而就能使电磁场持续不断。当然，实际上是存在损耗的，不可能实现这类“永动”，不能不去考虑必需的能源投入，以使超导体能保持其产生零电阻现象所需要的底温状态（即-269℃，比绝对零度高出4℃）。 然而，从80年代初开始，人们发现了新材料。这种新材料能够在越来越接近常温的条件下形成超导体。为在这些物质的基础上获得超导体，各国都正在进行各种研究。这种材料同传统材料的区别在于它不需要冷却系统。 超导现象是1911年由荷兰人海克·卡默林·翁内斯（1853－1926）发现的。几十年中，没有人能做出解释。在理论上让人信服的解释出现在半个世纪之后，即在1957年由物理学家约翰·巴丁（晶体管发明者之一）、利昂·库珀和约翰施里弗宣布的“BCS理论”。电流是一种在金属离子，亦即带有多出的正电荷的原子周围流动的自由电子，电阻的产生是因为离子阻碍了电子的流动，而阻碍的原因又是由于原子本身的热振动以及它们在空间位置的不确定所造成的。 在超导体中，电子一对一对结合构成了所谓的“库珀对”，它们中的每一对都以单个粒子的形式存在。这些粒子抱成一团流动，不顾及金属离子的阻力，好像是液体一样在流动。这样，事实上就中和了任何潜在的阻力因素。在普通导体中会发生什么情况 上边这幅图使电传导观念形象化了，电传导就如同球体（电子）运动一样。它在斜面上流动（斜面相当于一个导体）障碍物代表金属离子不规则的网状结构，它们不允许电子自由流动。这就是形成电阻的原因。电子与全属离子相撞，输出了它的部分能量，这些能量又转化为热量。超导体会发生什么变化 超导体中电子两个两个地成组聚集在所谓的“库珀对”里面，它们又表现为单一的粒子，这同煤气分子能够聚集成液体状是同样的道理。超导电子作为整体以液体的形态表现出来，尽管存在着由于金属离子摆动和金属离子网的不规则带来的阻碍，它还是能够自由流动而不受影响。人们早已知道，随着温度的降低，金属的电阻会减小，但是并不知道在温度接近绝对零度时，电阻会降低到什么程度。为了弄清这个问题，荷兰物理学家昂尼斯（1853～1926）开始对极低温度下金属电阻的研究。1911 年，他在测量低温下水银的电阻时发现，水银的电阻并不像人们预想的那样随着温度的降低连续地减小，而是当温度降到—269℃左右时突然完全消失。以后还发现一些金属或合金，当温度降到某一温度时，电阻也会变为零。这种现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质叫做超导体。物质的电阻变为零时的温度叫做这种物质的超导转变温度或超导临界温度，用TC 表示。物质低于TC 时具有超导性，高于TC 时失去超导性。超导体的发现，在科学技术上有很大的意义。例如，由于现代生产的发展，对电能的需要迅速增长，有人统计，几乎每隔10 年对电能的需要就会增长一倍。但输电线有电阻，由于电流的热效应，使损失在输送电路上的电能大约超过。如果我们能够找到常温下的超导材料，就可以在发电、送电、电动机等方面大规模地利用超导性能，它将在现代技术的一切领域内引起一场巨大的变革。所以常温超导体的研究，是目前的一个重要课题，即使得不到常温超导体，能寻找到转变温度较高的超导体亦有重大意义。在这方面，我国的研究工作走在世界前列，1989 年已找到TC 达—141℃的超导材料，这是在高临界温度超导体研究方面取得的重大突破。

20世纪80年代初，米勒和贝德诺兹开始注意到一些氧化物陶瓷材料可能具有超导性，他们的团队对一些材料进行了实验。1986年，人们在镧、钡和铜的氧化物中发现了Tc=35K超导性。1987年，来自中国、美国、日本等国的科学家发现，Tc在液氮温度区具有超导性，这使得超导陶瓷成为一种很有前途的超导材料。超导材料的优良特性使其从被发现的那一天起就对人类显示出诱人的应用前景。

然而，超导材料的实际应用受到一系列因素的制约，首先是其关键参数，其次是材料的制造工艺等。例如，关于如何用脆性超导陶瓷制作软而细的导线，有一系列的工艺问题)。到20世纪80年代，超导材料的应用主要包括：利用材料的超导性制造磁体，并应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、可控热核反应、储能等。

电力电缆可用于大容量传输(功率可达10000 MVA)；可以制作通信电缆和天线，其性能优于常规材料。无摩擦陀螺仪和轴承可以利用材料的完全抗磁性来制造。一系列精密测量仪器、辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。可以利用约瑟夫森效应来制作。采用约瑟夫森结作为计算机的逻辑和存储元件，其运算速度比高性能集成电路快1020倍，功耗仅为四分之一。

1911年，荷兰物理学家埃尼斯(18531926)发现，汞的电阻率并没有像预期的那样随着温度的降低而降低，而是在温度降至4.15K左右时突然降至零，当某些金属、合金和化合物的温度降至接近绝对零度的特定温度时，它们的电阻率突然降低到不可测量的水平，这就是所谓的超导性，能够超导的物质称为超导体。超导体从正常状态转变为超导状态的温度称为这种物质的转变温度(或临界温度)TC。