文献综述（或调研报告）：
一、超导材料的发展及现状：1911年,荷兰物理学家海克bull;卡默林bull;昂纳斯(Heike Kamerlingh Onnes)首次发现Hg在4.2K附近会出现零电阻现象，其后又发现锡、铅、铌等金属在低温下也出现超导现象，揭开了超导材料研究的序幕。1933年，德国物理学家迈斯纳(Meissner)等人发现超导体具有完全抗磁性。从此，人们完全认识了超导体具有两大基本性质:零电阻特性和完全抗磁性。1957年，巴丁(Bardeen)、库柏、施瑞弗(Sehrieffer)等基于同位素效应、超导能隙和库柏的电子对模型理论等重要实验结果，提出了超导的微观理论，即著名的BCS理论，从而解决了超导微观机理问题。1962年，约瑟夫森（JosePhson)预言并证明了约瑟夫森效应，这是一种电子对的量子隧道效应从而给予了BCS理论直接和有力的证明。
直到1986年，缪勒和柏诺兹发现了一种成分为钡、镧、铜、氧的陶瓷性金属氧化物，其临界温度约为35K，为进一步发现在液氮温区值的高温超导体开辟了道路。1987年，美国休斯顿大学的朱经武和中国科学院的赵忠贤等相继独立发现了液氮温区的铜氧化物超导体YBCO，再一次在世界范围掀起了超导研究的热潮。自此高温超导材料事业飞速发展，随着科学研究的不断深入，高温超导材料的最高临界温度的记录不断被刷新。
高温超导材料的发展现状：对于铜氧化物高温超导和铁基高温超导，美国和日本是对其基础研究的传统强国，经过多年发展研究，基础实验数据较完善，多个理论并存，未来将进一步开展对其物性和机理研究，并尝试对其物性进行调控，进一步提高Tc，进行更精细全面的测量，进一步完善理论，解释关键现象。我国是世界上较早开始研究和应用超导材料的国家之一，近年来，超导材料研究取得了较大的成就, 但人们对高温超导微观机理的研究还不够深入，要充分认识高温超导的微观机理，还需要通过一段时间的研究。但对于铁基超导的研究，我国的实力厚积薄发，在材料、物性和机理研究中全面显现出来，《科学》杂志因此发表题为“铁基超导把中国科学家推到前沿”的社论。2019年5月，在最新一期《自然》杂志上，美德两国科学家组成的研究小组发表论文称，他们实验证实，高压下的氢化镧在250K（K代表绝对温标开尔文，250K大约为-23℃）下中具有超导性。而250K，是迄今为止超导材料中已证实的最高临界温度。这一全新记录标志着科学家实现室温超导的步伐正在加快，也代表着我们距离跨入无电力损耗的全新时代更进了一步。
二、超导体的性质及分类：超导体具有零电阻效应和完全抗磁性两大基本特性，一是零电阻效应，指指温度降低至某一温度以下，电阻突然消失的现象，这一特定温度称为超导临界转变温度Tc。零电阻特性适用于直流电，超导体在处于交变电流或交变磁场的情况下，会出现交流损耗，且频率越高，损耗越大。交流损耗是超导体实际应用中需要解决的一个重要问题，在宏观上，交流损耗由超导材料内部产生的感应电场与感生电流密度不同引起；在微观上，交流损耗由量子化磁通线粘滞运动引起 。二是完全抗磁性，超导体一旦进入超导态，体内的磁通量将全部被排出体外，磁感应恒为零，又称迈斯纳效应。把超导体放入磁场，逐渐增大磁场到某一特定值后，超导体会从超导态转变成为正常态，我们把破坏超导电性所需的最小磁场称为临界磁场Hc。这两种性质既彼此独立又紧密相关，将超导体单纯看成理想导体或完全抗磁体都是片面的。
超导体还具有另一种十分重要的性质，即约瑟夫森效应，指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时，电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象，即在超导体（superconductor）—绝缘体（insulator）—超导体（superconductor）结构可以产生超导电流。约瑟夫森效应分为直流约瑟夫森效应和交流约瑟夫森效应。直流约瑟夫森效应指电子对可以通过绝缘层形成超导电流。交流约瑟夫森效应指当外加直流电压达到一定程度时，除存在直流超导电流外，还存在交流电流，将超导体放在磁场中，磁场透入绝缘层，超导结的最大超导电流随外磁场大小作有规律的变化。
根据临界转变温度Tc可以把超导体分为低温超导体和高温超导体。根据界面能又可把超导体分为两类，第Ⅰ类超导体界面能为正，只有一个临界磁场，只存在超导态和正常态，第Ⅱ类超导体界面能为负，有两个临界磁场，存在超导态、混合态和正常态。第Ⅱ类超导体又分为理想的超导体和非理想的超导体，非理想的第Ⅱ类超导体具有磁通钉扎理论。高温铜氧化物超导体是典型的非理想的第Ⅱ类超导体，具有三个显著特点：一是高的转变温度；二是很短的相干长度；三是高度的各向异性。高Tc意味着高的热涨落效应，即在使用过程中必须考虑磁通驰豫效应。短的相干长度意味着局部的成分、结构的变化都会对超导态性质产生严重的影响。
三、超导体的应用：随着科学技术的不断发展，超导体的应用也越来越广泛，超导体的应用可分为三类：强电应用、弱电应用和抗磁性应用。强电应用即大电流应用，包括超导发电、输电和储能；弱电应用即电子学应用，包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性应用主要包括磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。
强电应用主要有超导发电机和超导输电。目前，超导发电机有两种含义。一种含义是将普通发电机的铜绕组换成超导体绕组，以提高电流密度和磁场强度，具有发电容量大、体积小、重量轻、电抗小、效率高的优势。另一种含义是指超导磁流体发电机，磁流体发电机具有效率高、发电容量大等优点，但传统磁体在发电过程中会产生很大的损耗，而超导磁体自身损耗小，可以弥补这一不足。在超导输电方面，由超导材料制作的超导电线和超导变压器，可以把电力几乎无损耗地输送给用户。据统计，用铜或铝导线输电，约有15%的电能损耗在输电线路上，光是在中国，每年的电力损失即达1000多亿度。若改为超导输电，节省的电能相当于新建数十个大型发电厂。
弱电应用主要用于超导计算机，高速计算机要求集成电路芯片上的元件和连接线密集排列，但密集排列的电路在工作时会发生大量的热，而散热是超大规模集成电路面临的难题。超导计算机中的超大规模集成电路，其元件间的互连线用接近零电阻和超微发热的超导器件来制作，不存在散热问题，同时计算机的运算速度大大提高。此外，科学家正研究用半导体和超导体来制造晶体管，甚至完全用超导体来制作晶体管。
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