基础信息
中文名:钇钡铜氧;化学式:YBa₂Cu₃O₇₋ₓ(简称YBCO或Y123);英文名:Yttrium Barium Copper Oxide;CAS号:107539-20-8。外观为黑色固体,属于钙钛矿衍生结构(正交晶系)。摩尔质量约666.19 g/mol,密度约6.4 g/cm³,熔点大于1000℃。不溶于水,化学性质较为稳定
主要特点
一种高温超导铜氧化物材料,临界温度(Tc)可达约90 K以上,突破了液氮沸点(77 K)的限制,是首个在液氮温区实现超导的材料。薄膜形态下具备极高的临界电流密度与不可逆场,微波频段表面电阻极低,可显著提升谐振器与滤波器的品质因数(Q值)。该材料表现出显著的光学各向异性,在超导转变温度附近光学透过率发生变化,变化幅度与波长相关。薄膜通常需在单晶基底上外延生长以获得优良的超导性能,常用基底包括SrTiO₃、LaAlO₃、YSZ及MgO等
应用范围
1. 超导滤波器与微波器件:利用超导态极低的微波表面电阻,用于移动通信基站超导滤波器、谐振器、限幅器及延迟线,显著提升信号选择性与抗干扰能力2. 超导量子干涉器件(SQUID):作为SQUID的核心材料,用于心磁图、脑磁图等极微弱磁场检测,以及地球物理勘探与磁异常探测3. 红外探测与太赫兹器件:利用超导能隙与光学响应特性,用于红外敏感器件、太赫兹成像及单光子探测器4. 超导约瑟夫森结与数字电路:用于制备约瑟夫森结,构建超导量子比特(量子计算核心元件)及超导快速单磁通量子(RSFQ)数字电路5. 超导限流器与电力应用:利用超导-常态转变特性,用于超导故障限流器及超导储能等电力系统保护装置6. 基础物理与材料研究:作为研究铜基高温超导机理、光学各向异性及强关联电子体系的模型材料