之前的幾種情況（超導(dǎo)陶瓷之三提及）都是在平衡狀態(tài)或近似平衡狀態(tài)下進(jìn)行的。而粒子的速度和動(dòng)量的分配是由溫度來(lái)決定的。對(duì)于非平衡狀態(tài)來(lái)說(shuō)，它們就與溫度無(wú)關(guān)，而與粒子按動(dòng)量的分配有關(guān)。
對(duì)于獲得非平衡狀態(tài)有以下幾種方法。光激發(fā)：它是用光（包括磁場(chǎng)和激光等）照射超導(dǎo)樣品；中子束激發(fā)、非平衡電子激發(fā)和電場(chǎng)擊穿等。當(dāng)超導(dǎo)體受到頻率大大超過(guò)其能隙值的電磁場(chǎng)作用后，除了引起組成準(zhǔn)粒子外，還會(huì)產(chǎn)生附加的準(zhǔn)粒子。這種超導(dǎo)狀態(tài)對(duì)過(guò)程準(zhǔn)粒子的分配函數(shù)的數(shù)值和形式是很敏感的，以至于具有一系列本質(zhì)上的特征。例如，非平衡狀下超導(dǎo)體發(fā)生轉(zhuǎn)變，當(dāng)由超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌?dǎo)態(tài)，不是跳躍式，而是平緩的。在粒子反分配條下，超導(dǎo)態(tài)的出現(xiàn)是在兩個(gè)電子相互排斥下組成結(jié)合態(tài)的情況得到的。然而在平衡條件下，電子是通過(guò)與聲子作用產(chǎn)生吸引力而構(gòu)成電子對(duì)的。此外，在粒子反分配條件下，超導(dǎo)能隙將大于聲子能的最大值。系統(tǒng)中存在著無(wú)衰減的電流，它具有完全的順磁性，電流的符號(hào)與平衡件下的電流符號(hào)相反。因此，在這種狀態(tài)下超導(dǎo)體將具有不呈現(xiàn)出邁斯納效應(yīng)，而磁場(chǎng)可以進(jìn)入樣品等的奇特性能。正是由于這種奇特的性能，導(dǎo)致理論分析的結(jié)果，使Tc有可能達(dá)到1000K。即使不計(jì)及粒子反分配情況，對(duì)一般的非平衡態(tài)，也可能獲得高Tc溫度。
超導(dǎo)理論還有許多，不一一介紹。到現(xiàn)在為止，還不能對(duì)超導(dǎo)電性等做出圓滿的解釋。
超導(dǎo)體的性質(zhì)很多，如表所示。
超導(dǎo)態(tài)的電學(xué)性質(zhì)
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性質(zhì) |
特點(diǎn) |
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完全導(dǎo)電性 |
直流電阻為零，但交流電阻并不為零。載流子是超導(dǎo)電子對(duì)，確切的說(shuō)法直流電阻無(wú)限接近于零 |
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電阻率 |
趨近于零 |
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溫差電動(dòng)勢(shì) |
趨近于零 |
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電流能破壞超導(dǎo)態(tài) |
電流密度超過(guò)臨界值Jc時(shí)，超導(dǎo)體由超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)換為常導(dǎo)態(tài)，其實(shí)質(zhì)還是由電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)超導(dǎo)態(tài)的破壞，這個(gè)現(xiàn)象是超導(dǎo)電工學(xué)的重要物理基礎(chǔ) |
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電流的趨表效應(yīng) |
超導(dǎo)電流只能沿超導(dǎo)表面流入深表面薄層流動(dòng) |
超導(dǎo)態(tài)的光學(xué)性質(zhì)
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性質(zhì) |
特點(diǎn) |
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一般光學(xué)性質(zhì) |
不發(fā)生轉(zhuǎn)變 |
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反射率 |
不發(fā)生轉(zhuǎn)變，能量低于能隙的光子不能被吸收 |
超導(dǎo)態(tài)的磁學(xué)性質(zhì)
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性質(zhì) |
特點(diǎn) |
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完全抗磁性 |
外加磁場(chǎng)，一般情況下不能進(jìn)入超導(dǎo)體內(nèi)，只能透入到λL深的表面層內(nèi) |
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磁場(chǎng)能破壞超導(dǎo)態(tài) |
磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)臨界值Hc時(shí)，超導(dǎo)體由超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌?dǎo)態(tài)。這個(gè)現(xiàn)象同樣是超導(dǎo)電子學(xué)（或超導(dǎo)微電子學(xué)）的重要物理基礎(chǔ) |
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存在混合態(tài) |
存在于第二類超導(dǎo)體的兩個(gè)臨界磁場(chǎng)Hc1和Hc2之間的狀態(tài)，它具有完全導(dǎo)電性的性質(zhì)，但不具備完全抗磁性的性質(zhì) |
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存在中間態(tài) |
中間態(tài)是一種超導(dǎo)態(tài)和常導(dǎo)態(tài)在超導(dǎo)體中交替存在的狀態(tài)，這種狀態(tài)有時(shí)也被稱為居間態(tài) |
超導(dǎo)態(tài)的熱學(xué)性質(zhì)
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性質(zhì) |
特點(diǎn) |
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新的相變效應(yīng) |
當(dāng)超導(dǎo)體從超導(dǎo)態(tài)到常導(dǎo)態(tài)（或反之）的轉(zhuǎn)變過(guò)程中伴隨著吸熱或放熱的產(chǎn)生 |
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潛熱 |
當(dāng)H＞0時(shí)，在相變過(guò)程中發(fā)生潛熱，當(dāng)H=0時(shí)，在相變過(guò)程中不發(fā)生潛熱 |
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比熱 |
比熱出現(xiàn)反常，在T=Tc時(shí)出現(xiàn)不連續(xù)性，存在突變效應(yīng) |
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溫度破壞超導(dǎo)性 |
溫度超過(guò)臨界溫度Tc時(shí)，超導(dǎo)體由超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌?dǎo)態(tài)，反之則相反，這也是超導(dǎo)電子學(xué)的重要物理基礎(chǔ) |
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熱導(dǎo) |
在磁場(chǎng)中具有不連續(xù)性，一般超導(dǎo)態(tài)的熱導(dǎo)將變低 |
超導(dǎo)體的其他性質(zhì)
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特點(diǎn) |
性質(zhì) |
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晶體結(jié)構(gòu) |
保持不變 |
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形狀大小 |
保持不變 |
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彈性 |
要改變 |
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對(duì)電子束吸收 |
保持不變 |
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能隙 |
由費(fèi)米氣決定，在超導(dǎo)體的電子能譜中，不能存在有電子能量的間隔 |
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同位素效應(yīng) |
超導(dǎo)體臨界溫度Tc與超導(dǎo)體的同位素質(zhì)量M有關(guān)，Tc隨溫度增加而減小 |
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隧道效應(yīng) |
分超導(dǎo)電子對(duì)隧道效應(yīng)和常導(dǎo)態(tài)準(zhǔn)電子隧道效應(yīng)，它是超導(dǎo)電子學(xué)所依據(jù)的重要物理效應(yīng) |