1769年瓦特发明了蒸汽机，带来了暴风骤雨般的产业革命。1948年肖克莱发明了晶体管，给人类带来了二十世纪的现代物质文明，使人类进入了微电子学时代。而在1987年初由我国赵忠贤，陈立泉等发起了所谓“高T_C超导体战争”使在液氮温区具有零电阻转变温度的高温超导体成为现实，给室温超导体的获得展现了诱人的前景。这又孕育着一场新的巨大的产业革命。它将渗透到各个科学的技术领域，它将使国民经济各个部门发生翻天覆地的变化，使人类进入超导时代，给世界经济资的腾飞提供了新的助推器。

1986年夏，瑞士IBM公司彼时诺兹（J. G. B. ednorz）和缪勒（K. A. Müller）发现在Ba-La-Cu氧化物系统中可能存在T_C=35 K的超导电性。1986年11月日本东京大学的田中昭二（S Talnaka）等人制备出T_C=30 K的La-Ba-Cu氧化物超导体，并观察到迈斯纳（Meissner）效应，从而确定了该系统的超导电性，为寻求高T_C超导体打开了一扇大门。1986年12月赵忠贤、陈立泉等人制备成功了T_C=18.6 K的Sr-La-Cu氧化物超导体。1987年2月16日美国休斯敦大学的朱经武宣称获得T_C=98 K的超导体；但未公布成分。1987年2月25日赵忠贤、陈立泉发现液氮温区钦 - 钇 - 铜金属氧化物超导体，其起始转变温度为100 K以上，中点转变温度为92.8 K，零电阻温度在液氮温度以上，这种高T_C超导体的电阻和交流磁化率的温度关系如图1所示。其中右边的坐标为电阻率，左边的坐标为交流磁化率。这一消息的报道震惊了全球。美国IBM公司集中全力重复这一工作，在一周之内获得液氮温区的高T_C超导体，美国著名的阿冈实验室固体物理部停止正在进行的所有研究工作，全力以赴地开展高T_C超导体的研究工作。苏联科学院在短暂的惊愕之后匆忙四处搜集信息，也不失时机地抓紧这一研究工作，很快步入先进行列。日本更是全面开花，从寻求高T_C材料到研究高T_C超导体的结构，以至研究超导薄膜，令人眼花缭乱。其它如英国、法国、西德、澳大利亚、保加利亚、波兰等国也都参加了这一世界性的竞争行列。在美国举行的第一次有关高T_C超导体国际学术会议上，会议大厅中非但座无虚席，而且“站席”也挤得水泄不通。这些“站席”代表从头一天晚上站到第二天清晨五时会议结束。参加会议的不仅有科学家，而且还有工业界、商业界、政治界人士。这在物理学史上是史无前例的。在这次会议虫，赵忠贤同志代表我国坐在由五人组成的主席团的座位上。当会议执行主席介绍中国代表赵忠贤时，会议爆发出热烈的经久不息的掌声。这在科学史上也是未曾见到的。中国科学家为祖国赢得了荣誉。

液氮温区高T_C超导体的发现能掀起一个全球性的超导“战争”，这绝不是偶然的。这需要全面回顾一下超导体的发展历史。

1908年昂奈斯（H. K. onnes）成功地获得了液态氦，达到了4.2 K，他立即开展了在液氦温度范围内汞的电阻率变化的基础研究，在1911年，他发现汞的电阻随温度的下降不是平滑地减小，而是在4.2 K时突然下降到零。如图2所示。（当时测得的电阻率上限为10^-15Ω · m，目前能检测的电阻率上限为10^-27Ω · m）。在低温下，随着电阻的消灭，材料已处于一个新的状态。这种状态被称为超导态。面将这种材料称为超导体。发生电阻跃变时的温度称为临界温度转变温度，通常由T_C表示。进一步实验表明，在一定温度下，外加一个足够强的磁场，能使超导体从超导态转变为正常态，使超导体从超导态转变为正常态时的磁场称为临界磁场。道常用H_C表示，临界磁场与临界温度的关系如图3所示。另外，在一定温度下，在超导体内通过足够强的电流，也能使超导体从超导态向正常态转变。使超导体从超导态转变为正常态的电流密度称为临界电流密度，通常用J_C表示。临界磁场与临界电流密度的关系如图4所示。T_C、H_C、J_C是超导体的三个基本参数。这是人们炽热追求的超导体的三大指标。

超导体除只有如上所述的理想导电性之外，还具有完全抗磁性。1933年迈斯纳（W. Meissner）等人做了如下实验：在小磁场中把正常态金属冷却变成超导态时，超导体内的磁力线被完全排除出去。保持超导体内部磁感应强度为零。即

因超导体的磁化率为负值，所以超导体是一个完全抗磁体。超导体的这种现象称为迈斯纳效应。

超导体与理想导体有本质区别。理想导电性与完全抗磁性是超导体的两个独立的基本属性。但两者艾是不可分割的，两者相结合，用以判断新发现的超导材料是否真正的超导体。

自从1911年发现汞的超导电性以来，至今已发现有几十种金属元素和上千种合金、金属间化合物、化合物半导体和有机化合物等具有超导电性。平均每隔四年，转变温度T_C上升1 K，到1973年发现创记录T_C=23 K的Nb₃Ge。总的来看，进展比较缓慢。此后的十三年，超导体的转变温度一直徘徊不前，没有突破。但是，科学家们并没有灰心，还在千方百计地通过各种途径顽强地寻求新的高T_C超导体。

人们在探索新的高T_C超导体的同时，积极开展在液氦温区的超导电性的应用研究。人们首先想到是利用超导体的理想导电性进行输电。这一领域发展很快。目前使用超导线材和接近实用化的超导线材的性能参数如表1所示。

利用超导线材，可以制成能产生强磁场的超导磁铁，这种超导磁铁具有广泛的用途，主要有以下几个方面：

1.磁共振诊断装置

利用核磁共振的磁共振诊断装置对人体进行诊断无有害影响，是一种理想的剖面诊断装置。利用NbTi线材绕制的超导磁铁能产生12 T的强磁场，使摄影时间缩短，解像能力提高。

2.磁悬浮列车

日本的磁悬浮列车时速达600公里/小时，是一种理想的高速低噪音交通工具，这种列车是利用NbTi线材绕制的超导磁铁产生的强磁场使磁悬浮列车悬浮。

3.核聚变装置

在美国核聚变装置中，为了约束高温等离子体，使用Nb₃Su线材绕制的超导磁铁，其磁场强度可达15 T。

利用超导磁体还可以制成超导发电机，超导推进船、高能加速器、超导贮能装置、超导电动机、超导磁分离装置、超导磁悬浮火箭发射系统、超导无摩擦轴承、超导陀螺仪等。

人们在研究超导体在强电方面应用的同时，又进行了在弱电方面的应用研究。

1962年约瑟夫森（B. D. Josepbson）注意并分析了两块超导体之间夹有极薄的绝缘层的夹层结构，当绝缘层厚度为10 ~ 30埃时，超导电子对穿过绝缘层从超导体1进入超导体2，出现隧道电流，这样一种连接称为弱连接。我们把这一夹心结构的整体称为弱连接超导体，有时也称为约瑟夫森超导结，其临界电流为10 μA ~ 几十mA。

随着人们对于超导隧道效应本质认识的不断深化和实验探索，不断发现了其它能产生超导体弱连接方式，发展了多种形式的具有隧道效应的超导结，例如：

1. SNS结

用厚度几千埃的铜膜代替10 ~ 30埃的绝缘层，可以得到所谓“SNS超导结”。

2.超导微桥

这是另一种类型的弱连接超导体，它是一个厚度均匀：连续的超导薄膜，膜的两端宽，而中部很狭窄，形式上可以把它看成两个大块超导膜，通过一个狭窄的小桥连接在一起。狭窄的小桥使薄膜的两个部分相关联，也能出现隧道效应，其临界电流为1 μA ~ 1 mA。

3.点接触

把直径为1 mm的超导体的一端磨尖（尖端直径为1 μm量级），让它的尖端和另一超导体柱表面压接形成了点接触。它的临界电流I₀随两个超导体之间的接触压力增大而增大。I₀=0.1 μA ~ 1 mA。点接触是介于约瑟夫森隧道结和超导微桥之间的弱连接超导体，组成点接触的两个超导体有可能是通过超导体表面层氧化物相连接，也可能是直接接触，也有可能是两种连接方式同时存在。

利用超导结，可以制成各种各样的电子器件，这些器件具有灵敏度高、噪声低、响应速度快和损耗小等优点，在电子工业中有着十分广泛的应用，主要应用有：

1.超导计算机

美国的IBM公司，利用约瑟夫森隧道结制成了超导计算机，这种计算机的计算速度非常快，只是因在液氮温区工作，不能推广使用。

2.电压基准器

根据交流约瑟夫森效应，在微波照射下，超导结偏置电压和电流呈现一种阶梯式变化，这种阶梯的电压间隔ΔV=hw/20，唯一地由微波频率所决定。因此可以根据频率求电压，即可通过测量频率代替直接测电压，使电压的测量精度高于10^-9。以此作为电压的基准。

3.超导结电磁波检测器

用超导结去接收宇宙天体发射的微波讯号，根据它出现的等电压阶梯高度及阶梯的间距，测定来自宇宙微波的电压频率。这就是超导结电磁波检测器。这种检测器不仅是有较高的灵敏度和毫微秒的速度。而且能覆盖从亚毫米波到远红外整个频率范围。

4.超导量子干涉器件

由两个并联的约瑟夫森结组成的环结构，称为超导结量子干涉仪，文献上称之为SQUID。利用超导量子干涉器件做成的直流电压计，可使电压灵敏度达10^-10伏左右，时间常数为1秒。利用超导量子干涉仪做磁强计，分辨率可达7×10^-21高斯。

5.相干辐射发生器

超导结能把直流电压变成高频交流电流，向外发射5 ~ 1000 GHz的电磁波讯号，在微波电子学领域超导结可用于毫米波，亚毫米波通讯，还可以用作微波振荡、检波、混频、变频和参量放大等超外差接收元件。

综上所述，液氦温区的超导体已经能应用到强电和弱电的各个领域，只是因液氦价格昂贵，不能在国民经济各个领域广泛应用。人们梦寐以求地希望能进一步提高T_C，能获得高T_C超导体。一旦在高T_C超导体研究上有重大突破，一场巨大的产业革命必然应运而生。

液氮温区高温超导体的发现，就是高T_C超导体研究的重大突破，理所当然地掀起了全球性的高T_C超导热。各工业强国都在积极地开展高T_C超导体的研究。高T_C超导体的指标报道越来越高。许多人宣称观察到了室温超导现象，高T_C超导体的T_C的指标也在逐步提高，使高T_C超导体正向实用化方向迈进。高T_C超导薄膜也已获得，并试制成功约瑟夫森结，厚膜的研究、线材的制备竞争激烈，这是一场智力、人力、物力、财力的角逐。也是国家指导部门决策管理水平的竞赛。1987年元月底，我国率先在北京组织召开了高仍超导体国际会议，紧接着在意大利、美国也分别举行高T_C超导体的国际会议。检阅近几个月高T_C超导体的研究成果。

在激烈的竞争中，我们应保持清醒的头脑，在积极开展高T_C超导体应用研究的同时，应注意高T_C超导体的基础研究，应对其基本物理性质、基本结构、高T_C超导体超导电性的机制等加强研究。

研究表明，高T_C氧化物超导体为层状畸变钙钛矿结构，开始研制的高温超导体为多相超导体；现已研究成功Y₁Ba₂Cu₂O₇-δ单相超导体，使超导体物理性能的研究大大简化。生长高T_C氧化物超导体单晶，研究超导体J_C磁滞回线的各向异性，研究每个晶粒的表面性质，也是引人注目的一个问题。生长完整单相超导体单晶对于揭开高温超导机理的奥秘将起关键的作用。高T_C超导薄膜的研究，底板选用SrTiPo₃能获得零电阻温度为90 K的超导毒膜。薄膜厚度10^-4cm，J_C=10⁶A/cm²，能观测到约瑟夫森效应，亦能进行能隙测量。薄膜质量尚有待进一步提高，生长大面积单晶薄膜有利于提高高T_C超导薄膜的质量。在传统的超导体的研究中，超导电性与铁磁性不能共容。凡具有铁磁性的物质均无超导电性，而高T_C氧化物超导体则不然。已证明钇钆铜氧化合物超导体具有T_C=94 K的零电阻温度，它同时又具有铁磁性，这又是一个值得研究的重大物理课题。关于更高T_C问题已有很多报道，在钇钡铜氧化合物超导体中掺氟可望提高T_C，掺氟的方法有在钇钡铜氧化合物超导体粉中掺BaF₂和用离子注入的技术在钇钡铜氧化合物超导体表面层中注入氟，然后退火的方法。与此同时，也可以同时探索用其官方法获得更高T_C的超导体。

向更高的T_C进军，向拉制大块高T_C超导体单晶进军，向高质量高T_C高J_C薄膜进军，向揭示高T_C超导现象的物理机制进军。围绕这几个大目标开展扎扎实实的物理工作；并利用已取得的成果大力开展液氮温区超导体的应用研究。在应用研究中，可参阅前面所提到的低温超导体的应用研究领域，同时要广开思路，动员各行各业开发高T_C超导体应用研究，迎接一场新的产业革命的到来。