超導體的獨特的零電阻和電磁特性，在各工程領域具有廣泛的應用潛力。 室溫超導（也就是題目中的常溫超導） 一直是學術界研究特點，很多物理學家甚至終其一生去尋找室溫超導的答案。不時有研究人員提出“室溫超導”的研究論文，但每次都在激烈討論後歸於平靜，尚未形成真正突破。
1、超導現象的發現
超導現象首次被發現已經是100多年前的事情了，實際上也是一個偶然的過程。1911年，荷蘭萊登實驗室的卡末林•昂內斯正在開展將沸點很低的氦氣液化的研究，他成功的地將氦氣液化到 4.2K（-269°C），這時候他發現了水銀（汞）的超導現象，即當溫度下降到4.2K時，汞的電阻完全消失（如下圖所示）。
卡末林•昂內斯把具有這種現象的導體稱為超導體。這個發現為他贏來了諾貝爾物理學獎，同時也開啟了科學家探索超導體的熱潮。
（1911年，卡末林•昂內斯（右）與世界上首臺氦液化器）
2、超導現象的本質和影響因素
針對超導現象的本質，1957 年，Bardeen、Copper 和Schrieffer三位科學家提出了著名的 BCS 理論，做了很好的解釋。BCS理論的完整表述如下：晶體的晶格振動往往以聲子的形式呈現，電子與聲子的相互作用可以產生一種“膠水”，使本來相互排斥的電子互相吸引，兩兩成對，這些配對的電子被叫做庫珀對 （Cooper）。當材料的溫度降低到臨界溫度以下時，所有電子庫珀對都處於有序的相干的基態，它們像液體一樣，共同從導體中穿過，與晶格之間不再發生散射。宏觀上看，電子就在導體中無障礙傳輸了，即發生了超導現象。而在臨界溫度以上，晶格振動將對庫珀對造成了破壞，所以超導現象消失。
BCS 理論的提出，使Bardeen、Copper 和Schrieffer三人獲得了 1972 年的諾貝爾物理學獎。
（BCS理論提出者：Bardeen、Copper 、Schrieffer）
美國科學家麥克米蘭在 BCS 理論的基礎上進一步計算認為，超導現象的臨界溫度不太可能超過 39K（-234℃），39K 這個溫度也被稱為“麥克米蘭極限”。這個極限溫度一度被主流學界所接受，實際上也是超導現象的限制因素。
3、超導體的研究現狀與發展展望
經歷了100多年的研究，人們已經陸續發現了多達數萬種超導體，但是目前真正具有實用價值的超導體並不多。按照臨界溫度是否高於25K~30K（-248℃~-243℃），學術界將超導體分為低溫超導體和高溫超導體。目前，基於低溫超導材料的應用裝置一般工作在液氦溫度（4.2K及以下），基於高溫超導材料的應用裝置一般工作在液氫溫度（約20K）至液氮溫度（約77K）之間。
在這裡，小夥伴應該注意到了，即使所謂的高溫超導體，其工作溫度仍然接近-200℃。探索出更高臨界溫度乃至室溫的超導體是科學家不斷追求的夢想。下面這幅圖給出了100年來超導體研究的重要節點，發現的超導體臨界溫度在不斷提升。其中，迄今為止最高的記錄 是2015 年的 203K（-70°C），由高壓下的鋶化氫系統實現。
儘管 203K（-70°C）比南極溫度還要低一點，但是它極大激發了人們的想像。這些高溫超導中是否可以找到一些室溫超導的蛛絲馬跡呢？
據筆者瞭解，關於室溫超導的最新研究動態來自於印度科學院固體物理和結構化學系的 Anshu Pandey 教授和他的博士生 Dev Kumar，他們在7 月 23 日的論文《室溫和常壓下超導體存在的證據》中提出：在室溫和常壓下，一種由金和銀構成的奈米複合材料顯現出了超導的特性，聲稱試驗資料證明了室溫超導的可能性。文章尚處於《Nature》雜誌的稽核階段，感興趣的朋友可以自行查閱。
中國在超導材料製備和應用上總體處於國際先進行列，在多個應用方面也取得了良好的發展。希望不斷探索更高臨界溫度的超導體，提升超導材料及其應用技術的發展水平。
超導體的獨特的零電阻和電磁特性，在各工程領域具有廣泛的應用潛力。 室溫超導（也就是題目中的常溫超導） 一直是學術界研究特點，很多物理學家甚至終其一生去尋找室溫超導的答案。不時有研究人員提出“室溫超導”的研究論文，但每次都在激烈討論後歸於平靜，尚未形成真正突破。
1、超導現象的發現
超導現象首次被發現已經是100多年前的事情了，實際上也是一個偶然的過程。1911年，荷蘭萊登實驗室的卡末林•昂內斯正在開展將沸點很低的氦氣液化的研究，他成功的地將氦氣液化到 4.2K（-269°C），這時候他發現了水銀（汞）的超導現象，即當溫度下降到4.2K時，汞的電阻完全消失（如下圖所示）。
卡末林•昂內斯把具有這種現象的導體稱為超導體。這個發現為他贏來了諾貝爾物理學獎，同時也開啟了科學家探索超導體的熱潮。
（1911年，卡末林•昂內斯（右）與世界上首臺氦液化器）
2、超導現象的本質和影響因素
針對超導現象的本質，1957 年，Bardeen、Copper 和Schrieffer三位科學家提出了著名的 BCS 理論，做了很好的解釋。BCS理論的完整表述如下：晶體的晶格振動往往以聲子的形式呈現，電子與聲子的相互作用可以產生一種“膠水”，使本來相互排斥的電子互相吸引，兩兩成對，這些配對的電子被叫做庫珀對 （Cooper）。當材料的溫度降低到臨界溫度以下時，所有電子庫珀對都處於有序的相干的基態，它們像液體一樣，共同從導體中穿過，與晶格之間不再發生散射。宏觀上看，電子就在導體中無障礙傳輸了，即發生了超導現象。而在臨界溫度以上，晶格振動將對庫珀對造成了破壞，所以超導現象消失。
BCS 理論的提出，使Bardeen、Copper 和Schrieffer三人獲得了 1972 年的諾貝爾物理學獎。
（BCS理論提出者：Bardeen、Copper 、Schrieffer）
美國科學家麥克米蘭在 BCS 理論的基礎上進一步計算認為，超導現象的臨界溫度不太可能超過 39K（-234℃），39K 這個溫度也被稱為“麥克米蘭極限”。這個極限溫度一度被主流學界所接受，實際上也是超導現象的限制因素。
3、超導體的研究現狀與發展展望
經歷了100多年的研究，人們已經陸續發現了多達數萬種超導體，但是目前真正具有實用價值的超導體並不多。按照臨界溫度是否高於25K~30K（-248℃~-243℃），學術界將超導體分為低溫超導體和高溫超導體。目前，基於低溫超導材料的應用裝置一般工作在液氦溫度（4.2K及以下），基於高溫超導材料的應用裝置一般工作在液氫溫度（約20K）至液氮溫度（約77K）之間。
在這裡，小夥伴應該注意到了，即使所謂的高溫超導體，其工作溫度仍然接近-200℃。探索出更高臨界溫度乃至室溫的超導體是科學家不斷追求的夢想。下面這幅圖給出了100年來超導體研究的重要節點，發現的超導體臨界溫度在不斷提升。其中，迄今為止最高的記錄 是2015 年的 203K（-70°C），由高壓下的鋶化氫系統實現。
儘管 203K（-70°C）比南極溫度還要低一點，但是它極大激發了人們的想像。這些高溫超導中是否可以找到一些室溫超導的蛛絲馬跡呢？
據筆者瞭解，關於室溫超導的最新研究動態來自於印度科學院固體物理和結構化學系的 Anshu Pandey 教授和他的博士生 Dev Kumar，他們在7 月 23 日的論文《室溫和常壓下超導體存在的證據》中提出：在室溫和常壓下，一種由金和銀構成的奈米複合材料顯現出了超導的特性，聲稱試驗資料證明了室溫超導的可能性。文章尚處於《Nature》雜誌的稽核階段，感興趣的朋友可以自行查閱。
中國在超導材料製備和應用上總體處於國際先進行列，在多個應用方面也取得了良好的發展。希望不斷探索更高臨界溫度的超導體，提升超導材料及其應用技術的發展水平。