臨界磁場（Critical Magnetic Field）

臨界磁場（Critical Magnetic Field）
國立虎尾科技大學電子工程系吳添全助理教授/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

　　外加磁場加到超導體上之後，當磁場大過臨界磁場時，超導性消失，超導體就恢復了電阻，回到正常態，我們把 H_c 叫臨界磁場（critical magnetic field）。根據超導體在磁場下的行為表現，可分為第一類及第二類超導體。
對第一類超導（Type-I superconductor）而言，當外磁場超過某一數值 H_c  的時候超導特性會被破壞。
對第二類超導（Type-II superconductor）而言，當外磁場超過某一數值下臨界磁場 H_c1 的時候，出現超導相與正常相共存的混合態，磁力線會以量子化的形式{磁通子(fluxon)}進入超導體，隨著磁場的增強，這些屬於非超導態的磁通量子數目跟著增加，超導特性會被漸漸破壞，到上臨界磁場 H_c2 時，恢復到正常態。
臨界磁場是每一個超導體的重要特性，實驗發現，對某特定的超導物質而言，H_c 是隨溫度而變化的，H_c 和 T 的關係可遵循拋物線近似關係。
　　　H_c～H_c(0)[1-(T/T_c)²] 　　其中 H_c(0) 表示絕對零度時超導體的臨界磁場。注意T = Tc時，臨界磁場為零，換句話說，前面所說的超導臨界溫度Tc是指在無磁場下超導體從正常態過渡到超導態的溫度。

超導材料本身具有特徵尺度，也就是相干長度(coherence length) 及穿透長度（penetration depth），若是試圖從改變特徵尺度讓進入超導的磁通量子變細，就可以在它們佔滿材料前將磁場提高到較大的值，亦即提高超導體的臨界磁場。英國科學家將超導材料PbMo₆S₈研磨大小約20奈米的顆粒，再重新製成塊材，製造出具有許多晶粒邊界(grain bouncaries)、錯位(dislocations)及空位(vacancies)的超導體，藉以提高電子散射機率。結果刷新超導體所能承受最大磁場的記錄，這種具奈米微晶結構的 PbMo₆S₈ 臨界磁場可達100 Tesla。這項技術可望用來製造更強的磁鐵。
　　另一方面在超導內部製造有序的人工缺陷，釘扎中心顆粒的種類、尺度、間隔及形狀的關連性，以探討磁通渦旋線與磁通渦旋線的交互作用及磁通渦旋線與釘扎中心間的交互作用，了解在超導體中所產生許多多樣化靜態和動態的有趣的物理現象。

參考資料：http://en.wikipedia.org/wiki/Superconductivity