超導資料（liào）和慣例導電資料的功能有很大的不同。
主（zhǔ）要有以下功（gōng）能。
①低電阻性：超導資料處於超導（dǎo）態（tài）時電阻為低，能夠無損耗（hào）地傳輸電能。
如果用磁場在超導環中引發感生電流，這一電流（liú）能夠（gòu）毫不衰（shuāi）減地維（wéi）持下去。
這種“持續電流”已多次在實驗（yàn）中觀察到。
②完（wán）全（quán）抗（kàng）磁性（xìng）：超（chāo）導資料處於超導態時（shí），隻要外加磁（cí）場不超越一（yī）定值，磁力線不能透入，超導資料（liào）內的磁場恒為（wéi）低。
③約瑟夫森效（xiào）應：兩超導資料之（zhī）間有一（yī）薄絕緣層（厚度約1nm）而形（xíng）成低電阻連接（jiē）時，會有電子（zǐ）對穿過絕緣層形成電流，而絕緣層兩側沒有電（diàn）壓，即絕緣層也成了超導體。
當電流超越（yuè）一定值後，絕緣（yuán）層兩側呈現電壓U（也可加一電壓U），同時，直流電流變成高頻交流電，並向外（wài）輻射電磁波，其頻率為，其間h為（wéi）普朗克常數，e為（wéi）電（diàn）子電荷。
這些特性構成了超導資料在科學技能領域越來越引人注目的各類使用的依據。
基本臨界參（cān）量 有以下 3個基本臨界參量。
①臨界溫度:外磁場為低時超導資料由正常態轉變為超（chāo）導（dǎo）態(或相反)的溫度，以Tc表示。
Tc值因資（zī）料不同而異。
已測得超導資料的很低Tc是鎢，為0.012K。
到1987年（nián），臨界溫度很高值已提高（gāo）到100K左右。
②臨界磁場：使（shǐ）超導（dǎo）資料的超導態破壞而轉變到正常態所需的磁場強度，以（yǐ）Hc表示。
Hc與溫度T 的關係為Hc=H0[1-(T/Tc)2]，式中H0為0K時的臨界磁場。
③臨界電流和臨（lín）界電流密度：經過超導資料的電流到達一定數值時也會使超導（dǎo）態破態而轉變為正常態，以Ic表示（shì）。
Ic一般隨溫度和外磁（cí）場的增加而減（jiǎn）少。
單位（wèi）截麵積所承載的Ic稱為（wéi）臨界電（diàn）流密度，以Jc表示。
超導資料的這些（xiē）參量限（xiàn）定了使用資料的條件，因而尋找高（gāo）參量的新型超導資料成了人們研討的重要課題。
以Tc為例，從1911年荷蘭物理學家H.開默林－昂內斯發現（xiàn）超導電性(Hg，Tc=4.2K)起，直到1986年以前，人們發現的很高的 Tc才到達23.2K(Nb3Ge，19
裁線機73)。
1986年瑞（ruì）士物理學家K.A.米勒和聯邦德（dé）國物理學家（jiā）J.G.貝德諾爾茨發現了氧化物陶瓷資料的超（chāo）導電（diàn）性，從而將Tc提高（gāo）到35K。
之（zhī）後僅一年時（shí）間，新（xīn）資料的Tc已提高到100K左右。
這種突破為超（chāo）導資料的使用開（kāi）辟了寬廣的前景，米勒和貝德諾爾茨也因而榮獲1987年諾貝爾物理學獎金。
分類 超導（dǎo）資料按其化學成分可分為元素資料、合金資料、化（huà）合物資料和超導陶瓷。
①超（chāo）導（dǎo）元素：在常壓下有28種元素具（jù）超導電性，其間铌（ní）（Nb）的Tc很高，為9.26K。
電工中實踐使用的主要是铌和鉛(Pb，Tc=7.201K)，已用於製造超導交流電力電纜、高Q值諧振腔等。
② 合金資料： 超導元素加入某些其他元素作合金成分， 能夠使超導（dǎo）資料的（de）全部功能提高。
如很先使用（yòng）的铌（ní）鋯合金(Nb-75Zr)，其Tc為10.8K，Hc為8.7特。
繼後開展了铌鈦合金，雖（suī）然Tc稍低了些，但Hc高得多，在給定磁場能承載更大電流。
其功能是Nb-33Ti，Tc=9.3K，Hc＝11.0特；Nb-60Ti，Tc=9.3K，Hc=12特（tè）(4.2K)。
目（mù）前铌鈦合金是用於7～8特磁場下的主要超導磁體資料。
铌鈦合金再加入鉭的三（sān）元合金，功（gōng）能進（jìn）一步提高，Nb-60Ti-4Ta的功能是，Tc＝9.9K，Hc=12.4特（4.2K）；Nb-70Ti-5Ta的功能是，Tc=9.8K，Hc=12.8特。
③超導化合物:超（chāo）導元素與其他元素化合常有很好的超（chāo）導功能。
如已很多使用的Nb3Sn，其Tc=18.1K，Hc=24.5特。
其他重要的超導化合物還有V3Ga，Tc=16.8K，Hc=24特；Nb3Al，Tc=18.8K，Hc=30特。
④超導陶瓷（cí）：20世紀80年代初，米勒和貝德諾爾茨開始注意到某些氧化物陶瓷資料可能有超導電性，他們的（de）小組對一些資料進行了試驗，於1986年在鑭－鋇－銅－氧化（huà）物中發現了Tc=35K的超導電性。
1987年，中（zhōng）國、美（měi）國（guó）、日本等（děng）國科學家在鋇－釔－銅氧化物中發現Tc處（chù）於液氮溫區有超導電性，使超導（dǎo）陶瓷（cí）成為極有開展前景的超導資料。
使用 超導資料具有的優異特性使它從被發現之日起，就向人類展示了（le）誘人的（de）使（shǐ）用前景。
但要實踐使用超導（dǎo）資料又受到一係列要素的製約，這（zhè）首先（xiān）是它的臨界參量（liàng），其次還有資料製作的工藝等問題（例如脆性的超導陶瓷如何製成（chéng）柔細的線材就有一係列工藝問題）。
到80年代，超導資料的使用主要有：①使（shǐ）用資料的超導電性可製作磁體（tǐ），使用於電機、高能粒（lì）子加速器、磁懸浮運輸、受控熱核反應、儲能等；可製作電力電纜，用於（yú）大容量輸電（功（gōng）率可達10000MVA）；可製（zhì）作通信電纜和天線，其功能優於慣例資料。
②使用資料的完全（quán）抗磁性可製作無摩擦陀螺（luó）儀和軸承。
③使用約瑟夫森（sēn）效應可製作一係列精密測量儀表以及輻射探測器、微波（bō）發生器、邏輯元（yuán）件等。
使用約瑟夫森結（jié）作計算機的邏輯和存儲元件，其（qí）運算速度比高功能集成電路的快（kuài）10～20倍，功耗隻有四分之一。
1911年，荷（hé）蘭（lán）物理學家昂尼斯(1853～1926)發現，水銀的電阻率並不象預料的那樣隨溫度降低逐步減小，而是當溫度降到4.15K附近時，水銀的電阻突然降（jiàng）到低（dī）。
某些金屬、合金和化合物，在溫度降到有效低度（dù）附近某一特定溫度時，它們的電阻率突然減小到無（wú）法測量的現象叫做（zuò）超導（dǎo）現象，能夠發生超導現象的物質叫做超導（dǎo）體。
超導體由正常態（tài）轉變為超導態（tài）的溫度稱為這種物（wù）質的轉變溫度（dù）(或臨界溫度)TC。
現已發現（xiàn）大多數金屬元素以及數以千計的合金、化合物都在不（bú）同條件下顯示出超導性。
如（rú）鎢的轉變溫（wēn）度為0.012K，鋅為0.75K，鋁為1.196K，鉛為7.193K。
超導體得天獨（dú）厚的（de）特性，使它可能在各種領域得到廣泛的使用。
但由於早（zǎo）期的超導體存在於液氦極低溫度條件下，極大地限製了超導資（zī）料的使用。
人們一直在探究高溫超導體，從1911年到1986年，75年間從（cóng）水銀的4．2K提高到铌三鍺的23．22K，才提高了19K。
1986年，高溫超導體的（de）研討取得了重大的（de）突破。
掀起了以研討金屬氧化物陶瓷資料為目標，以尋找高臨界（jiè）溫度超導體為目（mù）標（biāo）的“超導熱”。
全（quán）世界有260多個實驗小組參加了這場競賽。
1986年1月，美國國際商用機器公司設在瑞（ruì）士（shì）蘇黎世實驗（yàn）室科學家（jiā）柏諾茲和繆勒首先發現鋇鑭銅氧（yǎng）化物是高溫超（chāo）導體，將超導溫（wēn）度提高到30K；緊接著，日本東京大學工學部又將（jiāng）超導溫度提（tí）高到37K；12月30日，美國休（xiū）斯敦大學（xué）宣告，美籍華裔（yì）科（kē）學家朱經武又將超導溫度提高到40．2K。
1987年1月初，日本川崎國立分子研討所（suǒ）將超導（dǎo）溫度提高到43K；不久日本綜合電子研（yán）討所又將超導（dǎo）溫度提高到46K和（hé）53K。
中國科學院（yuàn）物理研討所由趙忠賢、陳立泉先進的（de）研（yán）討（tǎo）組，獲得了48．6K的鍶鑭銅氧係超導體，並看到這類物質有（yǒu）在（zài）70K發生轉變的（de）痕跡。
2月15日美國報道朱經武、吳茂昆獲得了98K超導體（tǐ）。
2月20日，中國（guó）也宣告發現100K以上超導體。
3月3日（rì），日本宣告發現123K超導體。
3月12日中（zhōng）國北京大學成功地用（yòng）液氮（dàn）進行超（chāo）導磁懸浮實驗。
3月27日美國華裔科（kē）學家又發（fā）現在氧化物超導資料中有轉（zhuǎn）變溫度為240K的超導痕跡。
很快（kuài）日本（běn）鹿兒島大學工學部發現由鑭、鍶、銅、氧組成的陶（táo）瓷資（zī）料在14℃溫度下存在（zài）超導痕跡（jì）。
高溫（wēn）超導體的巨大突破，以液態氮（dàn）代替液態氦作超導製冷（lěng）劑獲得超導體，使超導技能走向大規模開（kāi）發（fā）使用。
氮是空氣（qì）的主（zhǔ）要成分，液氮製冷機的（de）效率比液氦至少高10倍，所以液氮的價格（gé）實踐僅（jǐn）相當（dāng）於液（yè）氦的1／100。
液氮製冷設備簡單，因而，現有的高溫超導體雖然還必須用液氮（dàn）冷（lěng）卻，但卻被認為是20世紀科學上很巨大的發現之一。
超導科學研討 1.非慣例超導體磁通動力學和超導機理 主要研討混合態區域的磁通線運（yùn）動的機理（lǐ），不可逆線性質、起因及其與磁場和溫度（dù）的關係，臨界電流密度與磁場和溫度的（de）依賴關係及各向異性。
超導機（jī）理研（yán）討側重於研討正常態在強磁場（chǎng）下的磁阻（zǔ）、霍爾效應、漲落效應、費米麵的性質以（yǐ）及T
時用強磁場（chǎng）破壞超導到達正（zhèng）常態時的輸運（yùn）性質等。
對有望表（biǎo）現出高溫（wēn）超導電性（xìng）的體係象有機超導體等以及（jí）在強電方麵（miàn）具（jù）有寬廣使用前景的低溫超導體等，也將開展其在強磁場下的性質研討。
2.強磁（cí）場下的低維凝集態特性研討 低（dī）維性（xìng）使得低維體係表現出三維體係（xì）所沒有的特性。
低維不穩定性導致了（le）多種有序相。
強磁場是提醒低維凝集態特（tè）性的有效手段。
主要研討內（nèi）容包括：有機鐵磁性的結構和來源；有機（jī）（包括富勒烯）超導體的機理和磁性；強磁場下二維電子氣中非線（xiàn）性元激起（qǐ）的特異屬性；低維磁性資料的相變和磁相互（hù）效果；有機導體在磁場中的輸（shū）運和載流子特性；磁場中的能帶結構和費米麵特征等。
3.強磁場下的半導體資（zī）料的光、電等特性 強磁場技能對半導體科學的開展愈益變得重要，由於在各（gè）種物理要素中，外磁場是 在保持晶體結構不變的情況下改動動（dòng）量空間對稱性的物理要素（sù），因而在半導體能帶結構研討以及元激起及其互效果研討中（zhōng），磁場有著特別（bié）重要的效果。
經過對（duì）強磁場下半導體資料的（de）光、電（diàn）等特性開展實驗研討，可進（jìn）一步理解和把握半（bàn）導體的光學、電學等物理性質（zhì），從而為製造具有各種功（gōng）能的半導體器材（cái）並開展（zhǎn）高科技作基礎性探究（jiū）。
4.強磁場下極微細（xì）標準中的物（wù）理問題 極微細標準體係（xì）中呈現許多慣例資料不具備的新現象和奇異特性，這與（yǔ）這類（lèi）資料的微結構特別是電子結構（gòu）密切相關。
強磁場為研討（tǎo）極微細標準體係（xì）的電子態和輸運特性提供強有力的手段，不但能進一步提醒這類資料（liào）在慣例條件下難以呈現的（de）奇異現象（xiàng），而且為在更（gèng）深層次下認識其（qí）物理特性提供豐富的科學信息。
主要（yào）研討強磁場下極微細標準金屬、半導體等的電子輸（shū）運（yùn）、電子局域和關聯特性；量子尺度效應、量子限域效應、小尺度效應和表麵、界麵效（xiào）應；以及（jí）極微細標（biāo）準（zhǔn）氧化物、碳化（huà）物和氮化物的光學特性及能隙精細結構等。
5.強磁場化學 強磁場對化（huà）學反應（yīng）電子自旋和核自旋的效果，可導致相應化學鍵的鬆馳，造成新鍵生成的有利（lì）條件，誘發一般條件下無法完成的物理化學（xué）變（biàn）化，獲得原來無法製備的新資料和新（xīn）化合物。
強（qiáng）磁（cí）場化學是（shì）使用基礎性很強的新領域，有一係列理論課題和廣泛使用前景。
近期可開展水和有機溶劑的（de）磁化及機理研討以及（jí）強磁場誘發（fā）新化學反應研討等。
6.磁場下的生物學、生物－醫學研討等 磁（cí）體科學和技能 強磁場的價值在於對物理學知識有重要貢獻。
八十（shí）年代的一個概念上的重要進（jìn）展是（shì）量子霍爾效應和分數量子霍耳效應的發現。
這是在強磁場下研討二維電子氣的輸運現象（xiàng）時發現的（獲85年（nián）諾貝爾獎）。
量子霍爾效應和分數量子霍爾（ěr）效應的發現（xiàn）激起物理學家探究其起源的熱情，並在建立電阻的自然基準（zhǔn），精（jīng）確測定基本物（wù）理常數e，h和（hé）精細結構常數(＝e2/h(0c等使（shǐ）用方麵，已顯示巨大意義。
高溫超導電性機理的很終提醒在很大程度上也將依賴於（yú）人們在強磁場下對（duì）高溫超導體功能的探究。
熟（shú）悉物理學史（shǐ）的人都清楚，由固體物理（lǐ）學演（yǎn）化為凝集態物理學，其重（chóng）要標誌就在於其研討目標的日（rì）益擴大，從周期結構延伸到非周期結構，從（cóng）三維晶體拓寬到低維和高維，乃至分數維體係。
這些新目標展示了很（hěn）多新的特性和（hé）物（wù）理現象，物理機理與傳統的也大（dà）不相同。
這些新目標的產生以及對新效應（yīng）、新（xīn）現象的解（jiě）釋（shì）使得凝（níng）集態物理學得以不斷的豐富和（hé）開展。
在此進程中，極點條件一直起著至關重要的效（xiào）果，由於極點條件往往使得（dé）某些要素突出出來而同時（shí）抑製其它要素，從而使原本很雜亂的進程變得較為簡（jiǎn）單，有利於直接了解（jiě）物理本質。
相對於其它（tā）極點條件，強磁場有其自身的特（tè）色。
強磁場的效果是改動（dòng）一個體係的物理狀態，即改動角動（dòng）量（自旋）和帶電粒子的軌道運動，因而，也（yě）就改動了（le）物理體係的狀態（tài）。
正是在這點上，強磁場不同於物理學的其他一些比較昂貴的手段，如中子源和同步加速器，它（tā）們沒有改（gǎi）動所研討體係的物理狀態。
磁場能（néng）夠產生新的物理環境（jìng），並（bìng）導致新的特性，而（ér）這種新（xīn）的物理環境和新（xīn）的物理特性在沒有磁場時是（shì）不（bú）存在的。
低溫也能導致新的物理（lǐ）狀態，如超導（dǎo）電性和相變，但強磁場極不同於低溫，它（tā）比低溫更有效，這是由（yóu）於（yú）磁場（chǎng）使帶電的和（hé）磁性粒子的遠動和能量量（liàng）子化，並破壞時間反演對稱性，使它們具有更獨特（tè）的性質。
強（qiáng）磁場能夠在保持晶體（tǐ）結（jié）構不（bú）變的情況下改動動量空間的對稱性，這對固體的能（néng）帶結構以及元激起及其互效果等研討是非常重要的。
固體雜亂的費米麵結構正是使用強磁場使得電子和空穴在特定方向上的自（zì）由運動從而導致（zhì）磁化和磁阻的振蕩這一原（yuán）理而得以（yǐ）證實的。
固體中的費米麵結構及特征研討一直是（shì）凝集態物理學領（lǐng）域中的前沿課（kè）題。
當今凝集態物理基礎研討的許多重大熱門都離不開強磁場這一極（jí）點條件，甚至很多是以強（qiáng）磁場下的研討作為基礎。
如波色凝集隻發生在動（dòng）量（liàng）空間，要在實空間中觀察到此現象必需在非均勻的強磁場（chǎng）中才得以可能。
又如高溫超導的機理問題、量子霍爾效應研討、納米資料和介（jiè）觀物體中的物理問題、巨磁阻效應的物理起因、有機鐵磁（cí）性的結構（gòu）和來源、有（yǒu）機（包括富勒（lè）烯〕超導體的機理和磁性、低維磁性資料的相變（biàn）和（hé）磁（cí）相互效果（guǒ）、固體中（zhōng）的能（néng）帶結構和費米麵特（tè）征以及元激起及其（qí）互效果研討等等（děng），強磁場下的研討工作將有助於對這些問題的（de）正確認識和提（tí）醒（xǐng），從而促進凝集態物理學的（de）進一步開展和（hé）完善。
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