什么是高温超导体？
高温超导体是超导物质中的一种族类，具有一般的结构特征以及相对上适度间隔的铜氧化物平面。它们也被称作铜氧化物超导体。高温超导体并不是大多数人认为的几百几千的高温，只是相对原来超导所需的超低温高许多的温度，不过也有零下200摄氏度左右。而在人类所研究的超导中温度算提高非常多，所以称之为高温超导体。
高温超导体发现
1908年在实验室实现氦气液化后。1911年卡末林·昂内斯发现了超导现象，Blaugher阐述了超导电性与低温制冷系统之间的关系。目前，商业化的低温超导体有NbTi和Nb，Sn两种，它们的临界温度分别为9K和18K，因此对于大多数应用而言必须运行在5K温区以下。
通常昂贵的制冷成本使其难以在工业领域获得应用。相比而言，新的高温超体导氧化物陶瓷材料仅需较少的冷量，且可在液氮饱和大气压力平衡温度77K以上实现低场应用，还可在30～40K温区实现高场应用。制冷机在77K下的运行功耗低于在4K时相应数值的十分之一。
如下图所示。所有高温超导体必须工作在由电流密度、运行温度和磁场3个相互关联临界参数所限定的区域内。其中高温超导体无阻载流(呈现超导态)所对应的最高温度称为该超导体的临界温度(Tc)，其载流能力上限称为临界电流密度(Jc)，而临界磁场(Hc)则是指磁场强度高于此数值后高温超导体将丧失超导电性。
3个临界参数超过其中任何一个，高温超导体都将转变为正常态。自从1986年高温超导被发现后，高温超导材料正逐步用于制作一些原理样机，如电动机、发电机、电力电缆、变压器、故障限流器和磁悬浮列车用磁体等。
最常见的高温超导体包括BSCCO-2212、BSCCO-2223、YBCO-123和MgB2导体，它们采用不同的工艺制备。
高温超导体的应用
1、高温超导体在电子工业中的应用
人类已进人信息共享和全球通信新时代，宽带无线通讯系统已进人欧洲和日本。超导滤波器由于临界温度高，具有抗干扰能力，在空间探测应用方面有优势，具有一定的战略意义。
美国利用超导滤波器建立无线载波蜂窝网基础，这是超导滤波器朝大规模商业化迈出的重大一步;
欧洲Cryoelectra公司为当代和第3代无线通讯网络开发出了超导滤波器，并成功完成现场试验;
瑞典Infinion无线技术装备公司利用高温超导体-半导体技术为第3代通信网络研制出一种软件无线电用模拟数字转换器;
日本拟在测量和通讯领域采用低温超导和高温超导快速单磁通量子器件(RSFQ)，其中低功耗超导网络器件开发项目在2002年初开始实施，包括高速路由器的转换模块和计算机处理器模块;扫描超导量子干涉显微镜，在半导体芯片质量控制方面将有广泛应用。
这些项目将为实现无阻塞网络通信应用和制造超低功耗器件做出贡献。
2、高温超导体在医学中的应用
利用超导量子干涉器件(SQUID)开发的脑造影仪和心磁图记录仪也取得了进展。它们为采用其它方法不能诊断的疾病提供了一种非介人探查方法。脑造影仪已走出基础研究阶段，并临床试用于早期确诊与定量评价心脏局部缺血症和有生命危险的心律不齐病，以预测突然死亡的危险性。心磁图记录仪不久就会成为临床诊断仪器。
3、高温超导体在军事中的应用
高温超导体在军事中的应用主要有以下几方面:高温超导电动机和发电机、变压器、故障电流限制器和扫雷艇用直接制冷磁体、SQUID磁强计、高温超导空间实验站、船用防dan系统用无电子激光器(2K-4K的泥腔)、舰船集成动力系统、导dan用高精度超导陀螺仪、超导电磁炮等。
Bi系高温超导体制造的舰船推进同步电机具有高功匆体积比、尺寸紧凑、重量轻、坚固性好、噪音低、调速操控简便、耗油少等特征，主要应用于高速舰船(潜艇、驱逐艇、护航艇、水翼艇)、容积型舰船(大型破冰船、油轮、集装箱船)等，美国海军已完成该电机高功率试验。
高温超导体研究现状
2018年3月5日，《自然》期刊连发两篇文章：将两层只有原子厚的石墨烯以特别的角度(1.1度，被称为“魔角”)偏移时，材料就能在零电阻下导电。尽管该系统仍然需要被冷却至1.7K(1.7开尔文，约零下271摄氏度)，但结果表明了它或许可以像已知的高温超导体那样导电。一旦该结果被确认，此次的发现对于理解高温超导电性至关重要。这一发现引起物理学界的热烈反响，而文章的diyi作者为年仅21岁的中国人——留学美国麻省理工学院的博士生曹原——这也令国人颇为关注与振奋。
高温超导体是超导临界温度一般高于25K(-248℃)的一类超导体，可见“高温”只是相对而言。已发现的高温超导材料有铜氧化物和铁基超导体等。2015年，德国科学家宣称在硫化氢中发现了203K的高温超导，但需要在200GPa(200万个大气压)的条件下才能实现。
已发现的高温超导体应用起来存在许多技术难度，而且其物理性质极其复杂，难以被现有理论框架解释。寻找新型的高温超导体，以至常压下的实用型常温超导体，是科学家们探索的目标。
物理学家不断地想要找到高温超导材料，以应用在日常生活之中。然而，大多数材料只有在接近零度时，才会转变为超导体。即使是所谓的“高温”超导体也只是在相对意义上的：目前零电阻导电的最高温度约为-140℃。如果有哪种材料能够在室温下表现出超导电性，就可以为能量传输、医用扫描仪和交通领域带来革命性的改变。
与低温超导材料相比，高温超导新材料能在较高温度下达到“零电阻”，在电力能源、高端医疗、高速交通、大科学仪器、军工等领域有着广泛的应用前景。
高温超导体发展趋势
高温超导技术是一种使能技术和横向技术，现代工业在这种使能技术作用下将取得更大的经济效益和社会效益。据报道，超导技术是21世纪全球竞争中保持优势的关键。到2020年超导工业产值将达到1500-2000亿美元，高温超导体在电力工业的全球市场将达到45亿美元。
从先进的信息技术到医学科学，从电力应用到环境保护，从基础科学到交通运输，各种超导装置和器件都将发挥其优势作用。正如生命科学领域和信息技术领域一样，高温超导体领域要取得更大进展，仍有许多技术上、制造上和市场上的障碍有待于克服，还需要得到政府和公众的可持续资金支持。
低温制冷技术是高温超导体应用的支撑技术，是高温超导工业未来的关键。既适合于电子器件又适用于电力装置的节能、可靠、小型和廉价的系列制冷机是目前开发的重点，脉冲管制冷机将为高温超导电力装置和电子器件的应用带来解决问题的希望。
