超导体又称为超导材料，指在某一温度下，电阻为零的导体。超导体不仅具有零电阻的特性，另一个重要特征是完全抗磁性。超导现象是指材料在低于某一温度时，电阻变为零的现象。 应用：如超导线材、超导带材、超导薄膜、复合超导体等。 发展前景：今后将进一步根据应用需求不断优化工艺和提高材料的性能水平，特别是围绕中国聚变工程实验堆（CFETR）、超级质子对撞机（SPPC）和国内MRI市场发展需求，形成与国内需求相匹配的生产能力。专家们认为，还可用超导材料制成超导电磁炮、超导火箭发射架、超导磁力仪、超导陀螺仪、超导雷达天线、超导接收机和超导卫星等等。可见超导材料的发展前景是极其诱人的
超导1911年，荷兰莱顿大学的卡茂林-昂尼斯意外地发现，将汞冷却到°C时，汞的电阻突然消失；后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，卡茂林-昂尼斯称之为超导态。卡茂林由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。 这一发现引起了世界范围内的震动。在他之后，人们开始把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。导体没有了电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中流大的电流，从而产生超强磁场。 1933年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质，当金属处在超导状态时，这一超导体内的磁感兴强度为零，却把原来存在于体内的磁场排挤出去。对单晶锡球进行实验发现：锡球过渡到超导态时，锡球周围的磁场突然发生变化，磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了，人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”。后来人们还做过这样一个实验：在一个浅平的锡盘中，放入一个体积很小但磁性很强的永久磁体，然后把温度降低，使锡盘出现超导性，这时可以看到，小磁铁竟然离开锡盘表面，慢慢地飘起，悬空不动。 迈斯纳效应有着重要的意义，它可以用来判别物质是否具有超性。为了使超导材料有实用性，人们开始了探索高温超导的历程，从1911年至1986年，超导温度由水银的提高到（OK=-273°C）。86年1月发现钡镧铜氧化物超导温度是30K，12月30日，又将这一纪录刷新为，87年1月升至43K，不久又升至46K和53K，2月15日发现了98K超导体，很快又发现了14°C下存在超导迹象，高温超导体取得了巨大突破，使超导技术走向大规模应用。 超导材料和超导技术有着广阔的应用前景。超导现象中的迈斯纳效应使人们可以到用此原理制造超导列车和超导船，由于这些交通工具将在无磨擦状态下运行，这将大大提高它们的速度和安静性能。超导列车已于70年代成功地进行了载人可行性试验，1987年开始，日本国开始试运行，但经常出现失效现象，出现这种现象可能是由于高速行驶产生的颠簸造成的。超导船已于1992年1月27日下水试航，目前尚未进入实用化阶段。利用超导材料制造交通工具在技术上还存在一定的障碍，但它势必会引发交通工具革命的一次浪潮。 超导材料的零电阻特性可以用来输电和制造大型磁体。超高压输电会有很大的损耗，而利用超导体则可最大限度地降低损耗，但由于临界温度较高的超导体还未进入实用阶段，从而限制了超导输电的采用。随着技术的发展，新超导材料的不断涌现，超导输电的希望能在不久的将来得以实现。 现有的高温超导体还处于必须用液态氮来冷却的状态，但它仍旧被认为是20世纪最伟大的发现之一。 半导体semiconductor电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。半导体室温时电阻率约在10-5～107欧·米之间，温度升高时电阻率指数则减小。半导体材料很多，按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体；化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物（砷化镓、磷化镓等）、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体（镓铝砷、镓砷磷等）。除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。本征半导体 不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下，半导体的价带是满带(见能带理论)，受到热激发后，价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带，空带中存在电子后成为导带，价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位，称为空穴（图 1 ）。导带中的电子和价带中的空穴合称电子 - 空穴对，均能自由移动，即载流子，它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流，分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴，电子-空穴对消失，称为复合。复合时释放出的能量变成电磁辐射（发光）或晶格的热振动能量（发热）。在一定温度下，电子 - 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡，此时半导体具有一定的载流子密度，从而具有一定的电阻率。温度升高时，将产生更多的电子 - 空穴对，载流子密度增加，电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大，实际应用不多。半导体中杂质 半导体中的杂质对电阻率的影响非常大。半导体中掺入微量杂质时，杂质原子附近的周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态，在禁带中产生附加的杂质能级。例如四价元素锗或硅晶体中掺入五价元素磷、砷、锑等杂质原子时，杂质原子作为晶格的一分子，其五个价电子中有四个与周围的锗（或硅）原子形成共价结合，多余的一个电子被束缚于杂质原子附近，产生类氢能级。杂质能级位于禁带上方靠近导带底附近。杂质能级上的电子很易激发到导带成为电子载流子。这种能提供电子载流子的杂质称为施主，相应能级称为施主能级。施主能级上的电子跃迁到导带所需能量比从价带激发到导带所需能量小得多（图2）。在锗或硅晶体中掺入微量三价元素硼、铝、镓等杂质原子时，杂质原子与周围四个锗（或硅）原子形成共价结合时尚缺少一个电子，因而存在一个空位，与此空位相应的能量状态就是杂质能级，通常位于禁带下方靠近价带处。价带中的电子很易激发到杂质能级上填补这个空位，使杂质原子成为负离子。价带中由于缺少一个电子而形成一个空穴载流子（图3）。这种能提供空穴的杂质称为受主杂质。存在受主杂质时，在价带中形成一个空穴载流子所需能量比本征半导体情形要小得多。半导体掺杂后其电阻率大大下降。加热或光照产生的热激发或光激发都会使自由载流子数增加而导致电阻率减小，半导体热敏电阻和光敏电阻就是根据此原理制成的。对掺入施主杂质的半导体，导电载流子主要是导带中的电子，属电子型导电，称N型半导体。掺入受主杂质的半导体属空穴型导电，称P型半导体。半导体在任何温度下都能产生电子-空穴对，故N型半导体中可存在少量导电空穴，P型半导体中可存在少量导电电子，它们均称为少数载流子。在半导体器件的各种效应中，少数载流子常扮演重要角色。
具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。 特性 超导材料和常规导电材料的性能有很大的不同。主要有以下性能。①零电阻性：超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感生电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。②完全抗磁性：超导材料处于超导态时，只要外加磁场不超过一定值，磁力线不能透入，超导材料内的磁场恒为零。③约瑟夫森效应：两超导材料之间有一薄绝缘层（厚度约1nm）而形成低电阻连接时，会有电子对穿过绝缘层形成电流，而绝缘层两侧没有电压，即绝缘层也成了超导体。当电流超过一定值后，绝缘层两侧出现电压U（也可加一电压U），同时，直流电流变成高频交流电，并向外辐射电磁波，其频率为，其中h为普朗克常数，e为电子电荷。这些特性构成了超导材料在科学技术领域越来越引人注目的各类应用的依据。 基本临界参量 有以下 3个基本临界参量。①临界温度:外磁场为零时超导材料由正常态转变为超导态(或相反)的温度，以Tc表示。Tc值因材料不同而异。已测得超导材料的最低Tc是钨，为。到1987年，临界温度最高值已提高到100K左右。②临界磁场：使超导材料的超导态破坏而转变到正常态所需的磁场强度，以Hc表示。Hc与温度T 的关系为Hc=H0[1-(T/Tc)2]，式中H0为0K时的临界磁场。③临界电流和临界电流密度：通过超导材料的电流达到一定数值时也会使超导态破态而转变为正常态，以Ic表示。Ic一般随温度和外磁场的增加而减少。单位截面积所承载的Ic称为临界电流密度，以Jc表示。 超导材料的这些参量限定了应用材料的条件，因而寻找高参量的新型超导材料成了人们研究的重要课题。以Tc为例，从1911年荷兰物理学家H.开默林－昂内斯发现超导电性(Hg，Tc=)起，直到1986年以前，人们发现的最高的 Tc才达到(Nb3Ge，1973)。1986年瑞士物理学家.米勒和联邦德国物理学家.贝德诺尔茨发现了氧化物陶瓷材料的超导电性，从而将Tc提高到35K。之后仅一年时间，新材料的Tc已提高到100K左右。这种突破为超导材料的应用开辟了广阔的前景，米勒和贝德诺尔茨也因此荣获1987年诺贝尔物理学奖金。 分类 超导材料按其化学成分可分为元素材料、合金材料、化合物材料和超导陶瓷。①超导元素：在常压下有28种元素具超导电性，其中铌（Nb）的Tc最高，为。电工中实际应用的主要是铌和铅(Pb，Tc=)，已用于制造超导交流电力电缆、高Q值谐振腔等。② 合金材料： 超导元素加入某些其他元素作合金成分， 可以使超导材料的全部性能提高。如最先应用的铌锆合金(Nb-75Zr)，其Tc为，Hc为特。继后发展了铌钛合金，虽然Tc稍低了些，但Hc高得多，在给定磁场能承载更大电流。其性能是Nb-33Ti，Tc=，Hc＝特；Nb-60Ti，Tc=，Hc=12特()。目前铌钛合金是用于7～8特磁场下的主要超导磁体材料。铌钛合金再加入钽的三元合金，性能进一步提高，Nb-60Ti-4Ta的性能是，Tc＝，Hc=特（）；Nb-70Ti-5Ta的性能是，Tc=，Hc=特。③超导化合物:超导元素与其他元素化合常有很好的超导性能。如已大量使用的Nb3Sn，其Tc=，Hc=特。其他重要的超导化合物还有V3Ga，Tc=，Hc=24特；Nb3Al，Tc=，Hc=30特。④超导陶瓷：20世纪80年代初，米勒和贝德诺尔茨开始注意到某些氧化物陶瓷材料可能有超导电性，他们的小组对一些材料进行了试验，于1986年在镧－钡－铜－氧化物中发现了Tc=35K的超导电性。1987年，中国、美国、日本等国科学家在钡－钇－铜氧化物中发现Tc处于液氮温区有超导电性，使超导陶瓷成为极有发展前景的超导材料。 应用 超导材料具有的优异特性使它从被发现之日起，就向人类展示了诱人的应用前景。但要实际应用超导材料又受到一系列因素的制约，这首先是它的临界参量，其次还有材料制作的工艺等问题（例如脆性的超导陶瓷如何制成柔细的线材就有一系列工艺问题）。到80年代，超导材料的应用主要有：①利用材料的超导电性可制作磁体，应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等；可制作电力电缆，用于大容量输电（功率可达10000MVA）；可制作通信电缆和天线，其性能优于常规材料。②利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。③利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。利用约瑟夫森结作计算机的逻辑和存储元件，其运算速度比高性能集成电路的快10～20倍，功耗只有四分之一。 1911年，荷兰物理学家昂尼斯(1853～1926)发现，水银的电阻率并不象预料的那样随温度降低逐渐减小，而是当温度降到附近时，水银的电阻突然降到零。某些金属、合金和化合物，在温度降到绝对零度附近某一特定温度时，它们的电阻率突然减小到无法测量的现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质叫做超导体。超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的转变温度(或临界温度)TC。现已发现大多数金属元素以及数以千计的合金、化合物都在不同条件下显示出超导性。如钨的转变温度为，锌为，铝为，铅为。超导体得天独厚的特性，使它可能在各种领域得到广泛的应用。但由于早期的超导体存在于液氦极低温度条件下，极大地限制了超导材料的应用。人们一直在探索高温超导体，从1911年到1986年，75年间从水银的4．2K提高到铌三锗的23．22K，才提高了19K。 1986年，高温超导体的研究取得了重大的突破。掀起了以研究金属氧化物陶瓷材料为对象，以寻找高临界温度超导体为目标的“超导热”。全世界有260多个实验小组参加了这场竞赛。 1986年1月，美国国际商用机器公司设在瑞士苏黎世实验室科学家柏诺兹和缪勒首先发现钡镧铜氧化物是高温超导体，将超导温度提高到30K；紧接着，日本东京大学工学部又将超导温度提高到37K；12月30日，美国休斯敦大学宣布，美籍华裔科学家朱经武又将超导温度提高到40．2K。 1987年1月初，日本川崎国立分子研究所将超导温度提高到43K；不久日本综合电子研究所又将超导温度提高到46K和53K。中国科学院物理研究所由赵忠贤、陈立泉领导的研究组，获得了48．6K的锶镧铜氧系超导体，并看到这类物质有在70K发生转变的迹象。2月15日美国报道朱经武、吴茂昆获得了98K超导体。2月20日，中国也宣布发现100K以上超导体。3月3日，日本宣布发现123K超导体。3月12日中国北京大学成功地用液氮进行超导磁悬浮实验。3月27日美国华裔科学家又发现在氧化物超导材料中有转变温度为240K的超导迹象。很快日本鹿儿岛大学工学部发现由镧、锶、铜、氧组成的陶瓷材料在14℃温度下存在超导迹象。高温超导体的巨大突破，以液态氮代替液态氦作超导制冷剂获得超导体，使超导技术走向大规模开发应用。氮是空气的主要成分，液氮制冷机的效率比液氦至少高10倍，所以液氮的价格实际仅相当于液氦的1／100。液氮制冷设备简单，因此，现有的高温超导体虽然还必须用液氮冷却，但却被认为是20世纪科学上最伟大的发现之一。超导科学研究 1.非常规超导体磁通动力学和超导机理 主要研究混合态区域的磁通线运动的机理，不可逆线性质、起因及其与磁场和温度的关系，临界电流密度与磁场和温度的依赖关系及各向异性。超导机理研究侧重于研究正常态在强磁场下的磁阻、霍尔效应、涨落效应、费米面的性质以及T 1911年，就像很多科学的始端都是一次意外一样，卡末林·昂内斯就意外地发现了在－ 时，汞的电阻突然消失；而且后来他发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性 。这个意外带来的另一个“意外”是，他获得了诺贝尔奖。 1913年就是这个卡末林·昂内斯在诺贝尔领奖演说中说低温下金属电阻的消失“不是逐渐的，而是突然的”，水银在进入了一种新状态，由于它的特殊导电性能，可以称为“超导态” 。超导体就这样诞生了。 1932年又是这个卡末林·昂内斯都在实验中发现，隔着极薄一层氧化物的两块处于超导状态的金属，没有外加电压时也有电流流过。 1933年荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的一个极为重要的性质，超导体一旦进入超导状态，体内的磁通量将全部被排出体外，磁感应强度恒为零。这就是迈斯纳效应。 1935年德国人伦敦兄弟提出了一个超导电性的电动力学理论。 1950年美籍德国人弗茹里赫与美国伊利诺斯大学的巴丁经过复杂的研究和推论后，同时提出：超导电性是电子与晶格振动相互作用而产生的。接着，美国伊利诺斯大学的三个人巴丁、库柏和斯里弗提出超导电量子理论-“巴库斯理论”。这一理论使超导研究进入了一个新的阶段。 1953年毕派德推广了德国人伦敦兄弟提出的超导电性的电动力学理论，并得到与实验基本相符的超导穿透深度的数值。 1960-1961年美籍挪威人贾埃瓦用铝做成隧道元件进行超导实验，直接观测到了超导能隙，证明了巴库斯理论。 1962年一个20多岁的年青人，剑桥大学实验物理研究生约瑟夫逊提出约瑟夫逊效应。约瑟夫森效应成为微弱电磁信号探测和其他电子学应用的基础。 70年代超导列车成功地进行了载人可行性试验。车辆在电机牵引下无摩擦地前进，时速可高达500千米。 1986年1月在美国国际商用机器公司设在瑞士苏黎世实验室中工作的科学家柏诺兹和缪勒，首先发现钡镧铜氧化物是高温超导体，将超导温度提高到30K；紧接着，日本东京大学工学部又将超导温度提高到37K。 1987年1月初日本川崎国立分子研究所将超导温度提高到43K；不久日本综合电子研究所又将超导温度提高到46K和53K。中国科学院物理研究所由赵忠贤、陈立泉领导的研究组，获得了48．6K的锶镧铜氧系超导体，并看到这类物质有在70K发生转变的迹象。 1987年，这一年发生了很多值得纪念的事情。2月16日美国国家科学基金会宣布，朱经武与吴茂昆获得转变温度为98K的超导体。2月20日中国也宣布发现100K以上超导体。3月3日，日本宣布发现123K超导体，3月12日中国北京大学成功地用液氮进行超导磁悬浮实验。 3月27日美国华裔科学家又发现在氧化物超导材料中有转变温度为240K的超导迹象。12月30 美国休斯敦大学宣布，美籍华裔科学家朱经武又将超导温度提高到。另外，这一年日本铁道综合技术研究所的“MLU002”号磁悬浮实验车开始试运行。 1991年10月日本原子能研究所和东芝公司共同研制成核聚变堆用的新型超导线圈，达到世界最高水准。这个新型磁体使用的超导材料是铌和锡的化合物。 1992年1月27日第一艘超导船“大和”1号在日本神户下水试航。 1992年一个以巨型超导磁体为主的超导超级对撞机特大型设备，于美国得克萨斯州建成并投入使用，耗资超过82亿美元。 1996年改进高温超导电线的研究工作取得进展，制成了第一条地下输电电缆。 2001年4月，340米铋系高温超导线在清华大学应用超导研究中心研制成功，并于年末建成第一条铋系高温线材生产线。 2008年在沉寂了一段时间后超导又火了一把，就是铁基超导体。中国科学家赵忠贤、王楠林、陈仙辉等合成了一系列铁基化合物，其超导临界温度达到55K，说明这个体系是一类高温超导体。 2014年德国马普所的Eremets通过实验证实了吉林大学崔田教授的预测，获得了临界温度为190K的硫化氢，一年后，临界温度被提高到了203K，干冰温区突破了。 2018年，21岁的麻省理工学院博士曹原一天之内在NATURE杂志上连续发表两篇文章，论述了双层石墨烯在重叠角度为 时，会产生超导现象。虽然其临界温度只有，但这是首次发现超导行为与结构如此特别的对应关系，这一发现开辟了超导物理乃至凝聚态物理研究的新方向，无数学者正在跟进。这个成果是2018年十大科研进展之一。 2019年德国马普所的Eremets等人再接再厉，在氢化镧体系中实现了250K的临界温度，但是同时需要极高的压强。 这只是超导技术发展的的一段简史，并不完全。但是可以看出我们的科学家们一直在努力。如果有朝一日我们能够在室温下实现超导，那就会彻底改变人类的未来，让我们拭目以待。 关于超导体的研究，班门弄斧一下，研究人员可以往这个思路去研究一下，就是在莫种半导体的表面镀莫种金属或者合金，然后利用接触面，横向导电。 具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。 特性 超导材料和常规导电材料的性能有很大的不同。主要有以下性能。①零电阻性：超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感生电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。②完全抗磁性：超导材料处于超导态时，只要外加磁场不超过一定值，磁力线不能透入，超导材料内的磁场恒为零。③约瑟夫森效应：两超导材料之间有一薄绝缘层（厚度约1nm）而形成低电阻连接时，会有电子对穿过绝缘层形成电流，而绝缘层两侧没有电压，即绝缘层也成了超导体。当电流超过一定值后，绝缘层两侧出现电压U（也可加一电压U），同时，直流电流变成高频交流电，并向外辐射电磁波，其频率为，其中h为普朗克常数，e为电子电荷。这些特性构成了超导材料在科学技术领域越来越引人注目的各类应用的依据。 基本临界参量 有以下 3个基本临界参量。①临界温度:外磁场为零时超导材料由正常态转变为超导态(或相反)的温度，以Tc表示。Tc值因材料不同而异。已测得超导材料的最低Tc是钨，为。到1987年，临界温度最高值已提高到100K左右。②临界磁场：使超导材料的超导态破坏而转变到正常态所需的磁场强度，以Hc表示。Hc与温度T 的关系为Hc=H0[1-(T/Tc)2]，式中H0为0K时的临界磁场。③临界电流和临界电流密度：通过超导材料的电流达到一定数值时也会使超导态破态而转变为正常态，以Ic表示。Ic一般随温度和外磁场的增加而减少。单位截面积所承载的Ic称为临界电流密度，以Jc表示。 超导材料的这些参量限定了应用材料的条件，因而寻找高参量的新型超导材料成了人们研究的重要课题。以Tc为例，从1911年荷兰物理学家H.开默林－昂内斯发现超导电性(Hg，Tc=)起，直到1986年以前，人们发现的最高的 Tc才达到(Nb3Ge，1973)。1986年瑞士物理学家.米勒和联邦德国物理学家.贝德诺尔茨发现了氧化物陶瓷材料的超导电性，从而将Tc提高到35K。之后仅一年时间，新材料的Tc已提高到100K左右。这种突破为超导材料的应用开辟了广阔的前景，米勒和贝德诺尔茨也因此荣获1987年诺贝尔物理学奖金。 分类 超导材料按其化学成分可分为元素材料、合金材料、化合物材料和超导陶瓷。①超导元素：在常压下有28种元素具超导电性，其中铌（Nb）的Tc最高，为。电工中实际应用的主要是铌和铅(Pb，Tc=)，已用于制造超导交流电力电缆、高Q值谐振腔等。② 合金材料： 超导元素加入某些其他元素作合金成分， 可以使超导材料的全部性能提高。如最先应用的铌锆合金(Nb-75Zr)，其Tc为，Hc为特。继后发展了铌钛合金，虽然Tc稍低了些，但Hc高得多，在给定磁场能承载更大电流。其性能是Nb-33Ti，Tc=，Hc＝特；Nb-60Ti，Tc=，Hc=12特()。目前铌钛合金是用于7～8特磁场下的主要超导磁体材料。铌钛合金再加入钽的三元合金，性能进一步提高，Nb-60Ti-4Ta的性能是，Tc＝，Hc=特（）；Nb-70Ti-5Ta的性能是，Tc=，Hc=特。③超导化合物:超导元素与其他元素化合常有很好的超导性能。如已大量使用的Nb3Sn，其Tc=，Hc=特。其他重要的超导化合物还有V3Ga，Tc=，Hc=24特；Nb3Al，Tc=，Hc=30特。④超导陶瓷：20世纪80年代初，米勒和贝德诺尔茨开始注意到某些氧化物陶瓷材料可能有超导电性，他们的小组对一些材料进行了试验，于1986年在镧－钡－铜－氧化物中发现了Tc=35K的超导电性。1987年，中国、美国、日本等国科学家在钡－钇－铜氧化物中发现Tc处于液氮温区有超导电性，使超导陶瓷成为极有发展前景的超导材料。 应用 超导材料具有的优异特性使它从被发现之日起，就向人类展示了诱人的应用前景。但要实际应用超导材料又受到一系列因素的制约，这首先是它的临界参量，其次还有材料制作的工艺等问题（例如脆性的超导陶瓷如何制成柔细的线材就有一系列工艺问题）。到80年代，超导材料的应用主要有：①利用材料的超导电性可制作磁体，应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等；可制作电力电缆，用于大容量输电（功率可达10000MVA）；可制作通信电缆和天线，其性能优于常规材料。②利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。③利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。利用约瑟夫森结作计算机的逻辑和存储元件，其运算速度比高性能集成电路的快10～20倍，功耗只有四分之一。 1911年，荷兰物理学家昂尼斯(1853～1926)发现，水银的电阻率并不象预料的那样随温度降低逐渐减小，而是当温度降到附近时，水银的电阻突然降到零。某些金属、合金和化合物，在温度降到绝对零度附近某一特定温度时，它们的电阻率突然减小到无法测量的现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质叫做超导体。超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的转变温度(或临界温度)TC。现已发现大多数金属元素以及数以千计的合金、化合物都在不同条件下显示出超导性。如钨的转变温度为，锌为，铝为，铅为。超导体得天独厚的特性，使它可能在各种领域得到广泛的应用。但由于早期的超导体存在于液氦极低温度条件下，极大地限制了超导材料的应用。人们一直在探索高温超导体，从1911年到1986年，75年间从水银的4．2K提高到铌三锗的23．22K，才提高了19K。 1986年，高温超导体的研究取得了重大的突破。掀起了以研究金属氧化物陶瓷材料为对象，以寻找高临界温度超导体为目标的“超导热”。全世界有260多个实验小组参加了这场竞赛。 1986年1月，美国国际商用机器公司设在瑞士苏黎世实验室科学家柏诺兹和缪勒首先发现钡镧铜氧化物是高温超导体，将超导温度提高到30K；紧接着，日本东京大学工学部又将超导温度提高到37K；12月30日，美国休斯敦大学宣布，美籍华裔科学家朱经武又将超导温度提高到40．2K。 1987年1月初，日本川崎国立分子研究所将超导温度提高到43K；不久日本综合电子研究所又将超导温度提高到46K和53K。中国科学院物理研究所由赵忠贤、陈立泉领导的研究组，获得了48．6K的锶镧铜氧系超导体，并看到这类物质有在70K发生转变的迹象。2月15日美国报道朱经武、吴茂昆获得了98K超导体。2月20日，中国也宣布发现100K以上超导体。3月3日，日本宣布发现123K超导体。3月12日中国北京大学成功地用液氮进行超导磁悬浮实验。3月27日美国华裔科学家又发现在氧化物超导材料中有转变温度为240K的超导迹象。很快日本鹿儿岛大学工学部发现由镧、锶、铜、氧组成的陶瓷材料在14℃温度下存在超导迹象。高温超导体的巨大突破，以液态氮代替液态氦作超导制冷剂获得超导体，使超导技术走向大规模开发应用。氮是空气的主要成分，液氮制冷机的效率比液氦至少高10倍，所以液氮的价格实际仅相当于液氦的1／100。液氮制冷设备简单，因此，现有的高温超导体虽然还必须用液氮冷却，但却被认为是20世纪科学上最伟大的发现之一。超导科学研究 1.非常规超导体磁通动力学和超导机理 主要研究混合态区域的磁通线运动的机理，不可逆线性质、起因及其与磁场和温度的关系，临界电流密度与磁场和温度的依赖关系及各向异性。超导机理研究侧重于研究正常态在强磁场下的磁阻、霍尔效应、涨落效应、费米面的性质以及T 行业主要上市企业：西部超导(688122)、永鼎股份(600105)、汉缆股份(002498)、综艺股份(600700)、中天科技(600522)等。 本文核心观点：超导行业市场规模、超导行业竞争格局、超导行业产业链等 行业概况 1、定义 超导是指在一定温度条件下物质电阻突然消失的现象，超导体是指能够产生超导现象的物质。1911年，荷兰科学家昂尼斯(Onnes)发现，在液氦()低温条件下水银的电阻突降为零。这种在低温条件下物质电阻突然消失的现象被称为超导现象，转变温度称为临界温度(Tc)。 超导材料是指在一定条件下，具有直流电阻为零和完全抗磁性的材料。目前，已发现有46中元素和几千种合金、化合物可以成为超导材料。超导材料按照其化学成分可以划分为元素材料、合金材料、化合物材料和超导陶器。 超导材料根据临界转变温度的不同可以划分为低温超导材料和高温超导体材料。 2、产业链剖析 超导材料产业链上游为矿资源，如钇、钡、铋、锶、硼等金属;中游是超导材料，如YBCO、BSCCO和MgB2等;下游是超导应用产品，如超导电缆、超导限流器、超导滤波、超导储能以及超导发电机等。 超导材料产业链上游为原材料，如铌、钛、钇、钡、铋、锶、硼等金属材料，中游为超导材料相关公司，如江苏中天科技、特变电工、西部超导、青岛汉缆、北京英纳超导等，下游为超导设备应用。 行业发展历程：我国超导行业进展基本与国际同步 根据国家新材料产业发展战略咨询委员会的分析，整体而言，我国在超导材料领域的研究进展基本与国际同步。其中，低温超导材料、超导电子学应用以及超导电工学应用领域的研究已达到或接近国际先进水平。我国NbTi线材性能和性价比已优于发达国家，Nb3Sn线材综合水平与发达国家相当。 行业政策背景：行业更加规范化 近年来，国家制定了一系列“超导”相关规定以及政策，目的在于为了规范行业内生产经营活动，加强监督管理，促进行业进一步发展。行业主要重点政策汇总如下： 行业发展现状 1、供给端：研发机构主要以院校为依托 国内超导技术研究起步较早，清华大学超导实验室从20世纪90年代就开始进行超导技术研究，但是国内的超导行业产业化起步较晚，由于较高的技术壁垒，直到2011年国内才第一次实现超导产品产业化批量生产和销售。 目前，国内涉及超导的研究机构有中国科学院物理研究所、中国科学技术大学、南京大学、中国科学院电工研究所、中国科学院等离子体物理研究所等，超导相关论文篇数均在600篇以上，总的来说，研发机构主要以院校为依托。 研发企业数量方面，根据智慧芽专利网站的统计，截至2022年3月，我国共有29087家公司申请超导相关专利，15700家院校及科研所申请超导技术专利。 2、需求端：超导技术在各行业的发展中有着重要的研究和开发价值 超导材料是一项具有远大战略意义的高新技术，可以广泛用于电子通信、医疗设备、交通运输、电力能源等领域，其中超导技术在MRI、超导限流器、超导电缆等产品开发中均已成功应用。可以看出，超导技术在各行业的发展中有着重要的研究和开发价值。 我国的超导技术在电力及能源的主要应用集中在超导电缆、超导变压器等产的技术研发和应用。超导产业主要应用在医疗设备领域的技术主要是超导磁体技术，主要应用在核磁共振等方面。在通信领域被广泛的应用于无线通信网的建设中，充分发挥其优势。 行业竞争格局 1、区域竞争：超导行业相关企业主要集中于广东省、山东省、江苏省等省份 从区域分布来看，超导行业相关企业集中于广东省、山东省、江苏省以及陕西省等省份。 2、企业竞争：在超导材料领域已拥有一大批代表性企业 我国在超导材料领域已拥有一大批代表性企业，主要包括西部超导、英纳超导、上海超导、上海上创超导、苏州新材料研究所、宝胜科技、海泰超导、综艺超导、百利机械装备以及原力辰超导等。 业务竞争格局方面，各家公司涉足低温超导产业链领域均不相同。与低温超导产业链相关的领域包括NbTi锭棒和线材、Nb3Ti线材、超导磁体和超导设备。全球各家公司所涉足的领域均有不同，仅有少数几家公司掌握低温超导线材的生产技术，分布在英德日中等国家。 在NbTi锭棒领域，国内仅有西部超导掌握相关技术，西部超导NbTi合金铸锭、棒材的工程化制备相关技术获授权专利6项，相关技术成果获国家技术发明二等奖，产品实现了批量化生产且成功应用于ITER项目及MRI超导线材制备任务。 在超导线材领域，西部超导采用“青铜法”和“内锡法”两种方法生产Nb3Sn线材，其他公司目前还未进行布局。 在超导磁体领域，有多家企业拥有制备能力，国内主要有宁波健信、西部超导和潍坊新力，成都奥泰拥有自由的超导磁体工厂，但所生产产品不对外出售。 在超导设备领域，目前高端超导MRI市场被GE、PHILIPS、SIEMENS三家国外公司垄断，主流产品以为主，而SIEMENS已经开始量产7T产品。国内成都奥泰、苏州安科等多家企业目前已实现、3T超导MRI的商业化生产。 行业发展前景及趋势预测 1、未来中国超导市场将保持较快发展的速度发展 随着实用化高温超导材料制备和产业化技术的突破性进展，各国政府和大企业对超导电气技术的应用研究开发给予了大力支持。超导电缆、超导限流器、超导变压器、超导储能系统、超导电机、多功能集成超导电力装置和超导变电站是实现超导电气技术重大革新的基础，是超导应用技术这一战略性新兴产业中最具市场潜力和应用价值的关键技术。 2、超导行业集中度会进一步提升 我国超导行业经历了打破国外垄断、传统产业爆发和新型产业部署三个阶段，随着我国发展云计算、人工智能、大数据的热情越来越高涨，我国超导支出额以及市场规模总额都已增长到较大规模，预计未来随着数字经济、新基建等战略实施，我国超导市场规模将继续增长。 以上数据参考前瞻产业研究院《中国超导行业发展前景与投资战略规划分析报告》。 过渡金属原子的kagome晶格，为在几何受挫和非平凡能带拓扑存在的情况下，研究电子关联提供了一个激动人心的平台，并不断带来惊喜，在高鸿钧院士/汪自强教授《Nature》超导领域新发现后，来自美国波斯顿学院的Ilija Zeljkovic等研究者 同一天 报道了使用光谱成像扫描隧道显微镜发现一个新的kagome超导体CsV3Sb5中不同的对称破缺电子态作为温度的函数级联。相关论文以题为“Cascade of correlated electron states in a kagome superconductor CsV3Sb5”发表在Nature上。 论文链接： 由原子组成的量子固体排列在共享角三角形的晶格上(kagome晶格)是一个 探索 新的相关和拓扑电子现象的迷人游乐场。由于其固有的几何受挫，kagome系统预测具有一系列奇异的电子态，如键和电荷有序，自旋液相和手性超导等。到目前为止，大多数实验工作都集中在过渡金属kagome磁体上，例如Co3Sn2S2、FeSn和Fe3Sn2，其中不同形式的磁性主导了低温电子基态。在没有磁有序的情况下，电子关联在原则上有利于出现新的对称破缺电子态，但由于磁有序的趋势，这在许多现有的kagome材料中很难 探索 。 AV3Sb5 (A=K, Rb, Cs)，是最近发现的一类不呈现可分辨磁序的kagome金属。这类材料已经在非平凡的拓扑环境中显示出了不寻常的电子行为，比如巨大的异常霍尔响应，源自于巨大的贝里曲率，以及kagome系统中罕见的超导现象。理论表明，AV3Sb5的能带结构具有非平凡的拓扑不变量，并结合显现的超导性，在铁基高 T c超导体家族中与拓扑金属形成有趣的平行关系。由于费米能级附近的van Hove奇点和费米表面的准一维区域造成的态密度大，也为在kagome晶格上寻找难以捉摸的相关态提供了理想的场所。虽然理论预测了kagome晶格电子结构的空间对称破缺的许多可能性，但它们的实验实现一直具有挑战性。 在这里，研究者利用光谱成像扫描隧道显微镜(SI-STM)，在kagome超导体CsV3Sb5中发现了对称破缺相的级联与温度的函数关系，可检测为不同的电荷有序态和各向异性准粒子散射特征。这些相在正常状态下发展，并在超导 T c以下持续存在。实验证明，CsV3Sb5中的超导性，来自于本应破缺的旋转和平移对称的电子态，并与之共存。在远高于超导跃迁温度( T c~ K)的温度下，研究者揭示了一个具有2a0周期的三元电荷序，打破了晶格的平移对称性。当系统冷却到 T c时，研究者在费米能级上观察到一个显著的V型光谱缺口，并在超导跃变过程中持续破坏了六重旋转对称性。在微分电导图中，出现了额外的4a0单向电荷阶和强各向异性散射。后者可直接归因于钒kagome能带的轨道选择重正化。该实验揭示了可在kagome晶格上共存的复杂电子态，并提供了与高温超导体和扭曲双层石墨烯有趣的相似之处。 图1 表面表征。 图2 大尺度电子特性。 图3 低温下电荷有序。 图4 CsV3Sb5准粒子干涉(QPI)中旋转对称破缺的可视化研究。 未来的实验，应该通过更详细的温度、能量和掺杂相关的测量来解决不同相之间的竞争，同时也要寻找本征拓扑超导性和非平凡能带拓扑预计会出现的Majorana模式的证据。（文：水生） 看下文1833年，英国巴拉迪最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属，一般情况下，金属的电阻随温度升高而增加，但巴拉迪发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。不久， 1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结，在光照下会产生一个电压，这就是后来人们熟知的光生伏特效应，这是被发现的半导体的第二个特征。在1874年，德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关，即它的导电有方向性，在它两端加一个正向电压，它是导通的；如果把电压极性反过来，它就不导电，这就是半导体的整流效应，也是半导体所特有的第三种特性。同年，舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。1873年，英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应，这是半导体又一个特有的性质。 半导体的这四个效应，(jianxia霍尔效应的余绩──四个伴生效应的发现)虽在1880年以前就先后被发现了，但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成。前言 自从有人类以来，已经过了上百万年的岁月。社会的进步可以用当时人类使用的器物来代表，从远古的石器时代、到铜器，再进步到铁器时代。现今，以硅为原料的电子元件产值，则超过了以钢为原料的产值，人类的历史因而正式进入了一个新的时代，也就是硅的时代。硅所代表的正是半导体元件，包括记忆元件、微处理机、逻辑元件、光电元件与侦测器等等在内，举凡电视、电话、电脑、电冰箱、汽车，这些半导体元件无时无刻都在为我们服务。 硅是地壳中最常见的元素，许多石头的主要成分都是二氧化硅，然而，经过数百道制程做出的积体电路，其价值可达上万美金；把石头变成硅晶片的过程是一项点石成金的成就，也是近代科学的奇迹！ 在日本，有人把半导体比喻为工业社会的稻米，是近代社会一日不可或缺的。在国防上，惟有扎实的电子工业基础，才有强大的国防能力，1991年的波斯湾战争中，美国已经把新一代电子武器发挥得淋漓尽致。从1970年代以来，美国与日本间发生多次贸易摩擦，但最后在许多项目美国都妥协了，但是为了半导体，双方均不肯轻易让步，最后两国政府慎重其事地签订了协议，足证对此事的重视程度，这是因为半导体工业发展的成败，关系着国家的命脉，不可不慎。在台湾，半导体工业是新竹科学园区的主要支柱，半导体公司也是最赚钱的企业，台湾如果要成为明日的科技硅岛，半导体工业是我们必经的途径。半导体的起源 在二十世纪的近代科学，特别是量子力学发展知道金属材料拥有良好的导电与导热特性，而陶瓷材料则否，性质出来之前，人们对于四周物体的认识仍然属于较为巨观的瞭解，那时已经介于这两者之间的，就是半导体材料。英国科学家法拉第(MIChael Faraday，1791~1867)，在电磁学方面拥有许多贡献，但较不为人所知的，则是他在1833年发现的其中一种半导体材料：硫化银，因为它的电阻随着温度上升而降低，当时只觉得这件事有些奇特，并没有激起太大的火花；然而，今天我们已经知道，随着温度的提升，晶格震动越厉害，使得电阻增加，但对半导体而言，温度上升使自由载子的浓度增加，反而有助于导电，这也是半导体一个非常重要的物理性质。1874年，德国的布劳恩(Ferdinand Braun，1850~1918)，注意到硫化物的电导率与所加电压的方向有关，这就是半导体的整流作用。但直到1906年，美国电机发明家匹卡(G. W. PICkard，1877~1956)，才发明了第一个固态电子元件：无线电波侦测器(cat’s whisker)，它使用金属与硅或硫化铅相接触所产生的整流功能，来侦测无线电波。在整流理论方面，德国的萧特基(Walter Schottky，1886~1976)在1939年，于「德国物理学报」发表了一篇有关整流理论的重要论文，做了许多推论，他认为金属与半导体间有能障(potential barrier)的存在，其主要贡献就在于精确计算出这个能障的形状与宽度。至于现在为大家所接受的整流理论，则是1942年，由索末菲(Arnold Sommerfeld， 1868~1951)的学生贝特(Hans Bethe，1906~ )所发展出来，他提出的就是热电子发射理论(thermionic emission)，这些具有较高能量的电子，可越过能障到达另一边，其理论也与实验结果较为符合。在半导体领域中，与整流理论同等重要的，就是能带理论。布洛赫(Felix BLOCh，1905~1983)在这方面做出了重要的贡献，其定理是将电子波函数加上了周期性的项，首开能带理论的先河。另一方面，德国人佩尔斯(Rudolf Peierls， 1907~ ) 于1929年，则指出一个几乎完全填满的能带，其电特性可以用一些带正电的电荷来解释，这就是电洞概念的滥觞；他后来提出的微扰理论，解释了能隙(Energy gap)存在。电晶体的发明 早在1930与1940年代，使用半导体制作固态放大器的想法就持续不绝；第一个有实验结果的放大器是1938年，由波欧(Robert Pohl， 1884~1976)与赫希(Rudolf Hilsch)所做的，使用的是溴化钾晶体与钨丝做成的闸极，尽管其操作频率只有一赫兹，并无实际用途，却证明了类似真空管的固态三端子元件的实用性。二次大战后，美国的贝尔实验室(Bell Lab)，决定要进行一个半导体方面的计画，目标自然是想做出固态放大器，它们在1945年7月，成立了固态物理的研究部门，经理正是萧克莱(William Shockley， 1910~1989)与摩根(Stanley Morgan)。由于使用场效应(field effect)来改变电导的许多实验都失败了，巴丁(John Bardeen，1908~1991)推定是因为半导体具有表面态(surface state)的关系，为了避开表面态的问题，1947年11月17日，巴丁与布莱登(Walter Brattain 1902~1987)在硅表面滴上水滴，用涂了蜡的钨丝与硅接触，再加上一伏特的电压，发现流经接点的电流增加了！但若想得到足够的功率放大，相邻两接触点的距离要接近到千分之二英吋以下。12月16日，布莱登用一块三角形塑胶，在塑胶角上贴上金箔，然后用刀片切开一条细缝，形成了两个距离很近的电极，其中，加正电压的称为射极 (emitter)，负电压的称为集极 (collector)，塑胶下方接触的锗晶体就是基极 (base)，构成第一个点接触电晶体 (point contact transistor)，1947年12月23日，他们更进一步使用点接触电晶体制作出一个语音放大器，该日因而成为电晶体正式发明的重大日子。另一方面，就在点接触电晶体发明整整一个月后，萧克莱想到使用p-n接面来制作接面电晶体 (junction transistor) 的方法，在萧克莱的构想中，使用半导体两边的n型层来取代点接触电晶体的金属针，藉由调节中间p型层的电压，就能调控电子或电洞的流动，这是一种进步很多的电晶体，也称为双极型电晶体 (bipolar transistor)，但以当时的技术，还无法实际制作出来。 电晶体的确是由于科学发明而创造出来的一个新元件，但是工业界在1950年代为了生产电晶体，却碰到许多困难。1951年，西方电器公司（Western ElectrIC）开始生产商用的锗接点电晶体，1952年4月，西方电器、雷神(Raytheon)、美国无线电(RCA与奇异(GE)等公司，则生产出商用的双极型电晶体。但直到1954年5月，第一颗以硅做成的电晶体才由美国德州仪器公司(Texas Instruments)开发成功；约在同时，利用气体扩散来把杂质掺入半导体的技术也由贝尔实验室与奇异公司研发出来；在1957年底，各界已制造出六百种以上不同形式的电晶体，使用于包括无线电、收音机、电子计算机甚至助听器等等电子产品。早期制造出来的电晶体均属于高台式的结构。1958年，快捷半导体公司 (Fairchild SemIConductor)发展出平面工艺技术(planar technology)，藉着氧化、黄光微影、蚀刻、金属蒸镀等技巧，可以很容易地在硅晶片的同一面制作半导体元件。1960年，磊晶(epitaxy)技术也由贝尔实验室发展出来了。至此，半导体工业获得了可以批次(batch)生产的能力，终于站稳脚步，开始快速成长。积体电路积体电路就是把许多分立元件制作在同一个半导体晶片上所形成的电路，早在1952年，英国的杜默 (Geoffrey W. A. Dummer) 就提出积体电路的构想。1958年9月12日，德州仪器公司(Texas Instruments)的基尔比 (Jack Kilby， 1923~ )，细心地切了一块锗作为电阻，再用一块pn接面做为电容，制造出一个震荡器的电路，并在1964年获得专利，首度证明了可以在同一块半导体晶片上能包含不同的元件。1964年，快捷半导体(Fairchild SemIConductor)的诺宜斯(Robert Noyce，1927~1990)，则使用平面工艺方法，即藉着蒸镀金属、微影、蚀刻等方式，解决了积体电路中，不同元件间导线连结的问题。 积体电路的第一个商品是助听器，发表于1963年12月，当时用的仍是双极型电晶体；1970年，通用微电子(General MICroelectronics)与通用仪器公司 (General Instruments)，解决了硅与二氧化硅界面间大量表面态的问题，开发出金氧半电晶体 (metal-oxide-semiconductor，MOS)；因为金氧半电晶体比起双极型电晶体，功率较低、集积度高，制程也比较简单，因而成为后来大型积体电路的基本元件。 60年代发展出来的平面工艺，可以把越来越多的金氧半元件放在一块硅晶片上，从1960年的不到十个元件，倍数成长到1980年的十万个，以及1990年约一千万个，这个每年加倍的现象称为莫尔定律 (Moore’s law)，是莫尔(Gordon Moore)在1964年的一次演讲中提出的，后来竟成了事实。超大型积体电路在1970年代，决定半导体工业发展方向的，有两个最重要的因素，那就是半导体记忆体 (semIConductor memory) 与微处理机 (micro processor)。在微处理机方面，1968年，诺宜斯和莫尔成立了英代尔 (Intel) 公司，不久，葛洛夫 (Andrew Grove) 也加入了，1969年，一个日本计算机公司比吉康 (Busicom) 和英代尔接触，希望英代尔生产一系列计算机晶片，但当时任职于英代尔的霍夫 (Macian E. Hoff) 却设计出一个单一可程式化晶片，1971年11月15日，世界上第一个微处理器4004诞生了，它包括一个四位元的平行加法器、十六个四位元的暂存器、一个储存器 (aCCumulator) 与一个下推堆叠 (push-down stack)，共计约二千三百个电晶体；4004与其他唯读记忆体、移位暂存器与随机存取记忆体，结合成MCS-4微电脑系统；从此之后，各种集积度更高、功能更强的微处理器开始快速发展，对电子业产生巨大影响。三十年后的今天，英代尔的Pentium III已经包含了一千万个以上的电晶体。毫无疑问的，记忆体晶片与微处理器同等的重要，1965年，快捷公司的施密特 (J. D. Schmidt) 使用金氧半技术做成实验性的随机存取记忆体。1969年，英代尔公司推出第一个商业性产品，这是一个使用硅闸极、p型通道的256位元随机存取记忆体。记忆体发展过程中最重要的一步，就是1969年，IBM的迪纳 (R. H. Dennard) 发明了只需一个电晶体和一个电容器，就可以储存一个位元的记忆单元；由于结构简单，密度又高，现今半导体制程的发展常以动态随机存取记忆体的容量为指标。大致而言，1970年就有1K的产品；1974年进步到4K (闸极线宽十微米)；1976年16K （五微米）；1979年64K (三微米)；1983年256K（一点五微米）；1986年1M （一点二微米）；1989年4M (零点八微米)；1992年16M (零点五微米)；1995年64M (零点三五微米)；1998年到256M (零点二五微米)，大约每三年进步一个世代，2001年就迈入十亿位元大关。根据国际半导体科技进程 (International Technology RoaDMAp for SemIConductor) 的推估，西元2014年，最小线宽可达微米，记忆体容量更高达两亿五千六百万位元，尽管新制程、新技术的开发越形困难，但半导体业在未来十五年内，相信仍会迅速的发展下去。 发现半导体已经是很早以前的事了。至于解释为什么有金属、绝缘体和半导体之分，则是在1925年布洛赫创立能带理论以后的事。发明晶体管是肖克莱等三人的功劳（1947年底）。隧道二极管是由日本人江崎于1957年在研究高掺杂时发明的。 半导体的发现实际上可以追溯到很久以前。 1833年，英国科学家电子学之父法拉第最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属，一般情况下，金属的电阻随温度升高而增加，但巴拉迪发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。 不久，1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结，在光照下会产生一个电压，这就是后来人们熟知的光生伏特效应，这是被发现的半导体的第二个特征。 1873年，英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应，这是半导体又一个特有的性质。 半导体的这四个效应，(jianxia霍尔效应的余绩──四个伴生效应的发现)虽在1880年以前就先后被发现了，但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成。 在1874年，德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关，即它的导电有方向性，在它两端加一个正向电压，它是导通的；如果把电压极性反过来，它就不导电，这就是半导体的整流效应，也是半导体所特有的第三种特性。同年，舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。 扩展资料： 人物贡献: 1、英国科学家法拉第(MIChael Faraday，1791~1867) 在电磁学方面拥有许多贡献，但较不为人所知的，则是他在1833年发现的其中一种半导体材料。 硫化银，因为它的电阻随着温度上升而降低，当时只觉得这件事有些奇特，并没有激起太大的火花； 然而，今天我们已经知道，随着温度的提升，晶格震动越厉害，使得电阻增加，但对半导体而言，温度上升使自由载子的浓度增加，反而有助于导电，这也是半导体一个非常重要的物理性质。 2、德国的布劳恩(Ferdinand Braun，1850~1918)。 注意到硫化物的电导率与所加电压的方向有关，这就是半导体的整流作用。 但直到1906年，美国电机发明家匹卡(G. W. PICkard，1877~1956)，才发明了第一个固态电子元件：无线电波侦测器(cat’s whisker)，它使用金属与硅或硫化铅相接触所产生的整流功能，来侦测无线电波。 在整流理论方面，德国的萧特基(Walter Schottky，1886~1976)在1939年，于「德国物理学报」发表了一篇有关整流理论的重要论文，做了许多推论，他认为金属与半导体间有能障(potential barrier)的存在，其主要贡献就在于精确计算出这个能障的形状与宽度。 3、布洛赫(Felix BLOCh，1905~1983) 在这方面做出了重要的贡献，其定理是将电子波函数加上了周期性的项，首开能带理论的先河。 另一方面，德国人佩尔斯(Rudolf Peierls， 1907~ ) 于1929年，则指出一个几乎完全填满的能带，其电特性可以用一些带正电的电荷来解释，这就是电洞概念的滥觞； 他后来提出的微扰理论，解释了能隙(Energy gap)存在。 参考资料来源：百度百科-半导体 返回英国房价高 提供一些科技论文的题目，供参考。人工改变天气 科技小论文都有什么类型的？怎样馔写科技论文 为什么衣服能使人暖和？ 电磁跑道 彩色投影小磁针 学生科技论文范文 做勇于创新的人 别把垃圾浪费掉 皮鞋为什么越擦越亮 对于生物能源，我们能做什么？ 双胞胎真的有心灵感应吗？ 冰棍为什么冒“汽”？ 暗物质的新理论 怎样写科学论文？ 做个勇于创新的人 科技俱乐部与我 人类可以飞了 不开门也能看到门外来人 清洁雨伞 养花时水中能否加食醋 智能型水面垃圾搜集装置的发明 科技创新小论文 - 折叠尺 烟灰的妙用 长城为什么千年不倒？ 研究蜘蛛的觅食习性 螳螂的生命力 植物也会睡觉 论物体上浮至漂浮所受浮力与重力的关系 鸭神奇的口水 关于墨水的实验 厨房油烟有什么危害? 本人先总结九条原则（请谅解无暇详细展开，请你自己展开想象的翅膀吧，哈哈）及其课题举例（课题仅仅是初步设想，不够专业、不够深入且缺乏前沿资料，需要深入修改，故仅供参考而已，例如：研究课题不写“研究”二字可能更佳，因为几十年来很多专家学者都认为“研究”二字在科研题目上用得太滥！）：1.自己感兴趣的题目：例如教育学、师范专业专注于启发式、创新性教学法，例如《初论语言是智慧（其次才是语法）》；医学专业：《癌症的心理疗法初探》...2.自己有条件有能力完成的题目：例如：理工农医药学专业需要配备实验室、仪器设备、材料、动物、药品以及科研资金储备；课题举例：《人眼识别机器人的初步研究》《人参皂甙对兔心脏再灌注损伤线粒体的自由基测试对比研究》。再如：人文学科只考虑图书馆藏书、网上资料搜索、查询水平、外语水平、时间如何以及参考文献数量之类。课题举例：《论萨特存在主义与道家阴阳理论的关系》《弗洛伊德心理分析与荣格心理学的分歧对比及其特色以及对人格、社会、健康等方面的不同意义》《量子力学与佛学的关系初步研究》《论色即是空空即是色及其心理学、社会学和医学意义》... ...3.导师感兴趣的题目：这类题目与导师合作，可以节约自己的科研经费，且导师对这方面的课题比较熟悉，可以得到有的放矢的指导，导师与学生互利共生，互相促进，不亦乐乎？例如：导师的主要科研目标是《心肌损伤的保护》且已经开始了《兔心肌线粒体自由基ESR测试》,那么他需要进一步做《兔心肌内质网的超速分离和自由基测试》，那么你即可直接接过来做此课题，或者推理自设第三个课题《大白鼠心肌细胞培养细胞膜自由基测试》之类；如此等等，以此类推，可以触类旁通。4.国家资助的题目：一般只有著名专家教授才能申请到这类高端课题，本科生专科生可以借助这个平台，更容易得到导师的指导、帮助，更快完成科研题目和任务，例如可以凭借国家自然科学基金系列课题的一个小项目，节约选题时间和经费。题目举例：《超导体材料的新发现》《海底隧道沉箱作业的经济化设想》《深海潜水艇的迷你化改进设计方案》《航天火箭的新燃料改进措施》《石油钻井平台的微型化方案的可行性研究》... ...5.专家没有解决的题目：例如：医学类《痴呆症的手法医学疗法与药物治疗的对比研究》文科类《甲骨文的另类再辨识》《河南漯河贾湖遗址的再认识》《大学毕业乡镇干部与当地自选干部的优劣对比研究》《古镇古村落古城墙古建筑的保护新措施的共性方案》《海水饮用、雨水饮用与自来水饮用对人类健康的对比研究》... ...6.新颖的创新的题目：例如《智能轿车的制动新设计》《飞碟玩具的制造初探》《太阳能汽车的电极板线路再设计》《汉语拼音助力学英语初探》... ...7.对人类有益的题目：《全球普及纸杯与减少塑料袋使用对生态平衡和世界可持续经济发展的影响和意义》《有偿垃圾分类的可行性方案》《阳光浴对健康的意义再探索（短期和长期实验的结果对比）》《慢性阻塞性肺疾病、心肌梗塞与癌症对人类的危害性对比研究》... ...8.与日常生活密切相关的题目；例如《三种名牌牙膏对牙齿的利弊研究（短期与长期实验结果）》《有偿垃圾分类对城市宜居和生态平衡的作用》《护肩棉被的新开发研究》《微波炉与电磁炉、煤气炉烹调米、面、菜、肉的营养含量对比研究》《并蒂筷子的开发意义》《假发与植发对健康的不同意义及其不同经济效益初步研究》...9.突破性前沿或开创性课题：这类题目似乎人人寄希望于资深专家，但可能大学生更有希望！例如《城市飞行器微型化开发初步设计方案可行性研究》《有机食品生产的标准化方案研究》《人造太阳的新方案设计可行性研究》《海洋垃圾的预防和清除方案可行性研究》《平行宇宙的再认识》《扁平地球的新认知》《北极的真相报告》《星际旅行的可行性研究》... ...总之一句话：希望对即将毕业的大专院校学生们的科研设计有所启迪，有点布施，加油、鼓劲、共勉，助一臂之力！！ 如何选择一个好的毕业论文题目在毕业论文的写作过程中，选择题目对很多学生而言是一个很大的问题。您必须选择一个自己能如期完成论文的题目，未来就业也可能取决于您选择的题目是否能吸引雇主。以客观的角度看待事物少数人会真的去阅读一篇毕业论文。由于毕业论文具有学术的严谨性以及特殊的写作风格，因此并非是普通大众会感兴趣的文件类型。真正对这个题目感兴趣的通常只有学生、该领域的专家、学生的指导教授以及论文的口试委员。选择您喜爱的研究题目这是最重要的选择标准。未来您将花费很多时间于论文写作上，如果您能愉快地度过这段时间，您的生活品质才会变得更好。此外，如果您对自己的研究充满热情，您的论文、写作及论证才会有较佳的品质。您应该选择一个自己非常感兴趣并具有社会意义的题目，千万不要让别人强迫您选择某一特定题目。 中国汉字原本是由形体演变过来的 汉字经过了6000多年的变化，其演变过程是： 甲骨文→金文→小篆→隶书→楷书→行书 （商） （周）（秦） （汉）（魏晋）（草书）一、甲骨文甲骨文，是刻在龟甲兽骨上（主要是牛肩胛骨上的文字）。它是我们今天所能看到的最旱的成体系的相当成熟的汉字材料。这种文字是清末光绪年间（公元1889年）在河南安阳县城西北五里路小屯村以北洹水以南发现的。 特点a 瘦弱纤细的风格。由于这种文字受到书写工具的限制，所以笔道都是直的，有时与圆转相同。故而字形瘦长，线条细而硬，瘦且直，呈平直，瘦劲的风格。b形体结构还没有完全定型。一个字刻怎样去写，还没有完全固定下来，并保留着浓重的描画物象的色彩。如字形可方可圆，笔画可多要少，方向可正可反，写法可横可竖，偏旁可左可右，还有多种异体，还有合文写法。二、金文金文是铸刻在青铜器上的文字。所谓青铜器是铜和锡合金制造的器皿。这种合金更坚固，因其颜色发青，故称青铜器。主要有乐器“钟”，食器“彝，尊，爵”，洗器“盘”，兵器“戈，戟”等。特点a 瘦弱纤细的风格。由于这种文字受到书写工具的限制，所以笔道都是直的，有时与圆转相同。故而字形瘦长，线条细而硬，瘦且直，呈平直，瘦劲的风格。b形体结构还没有完全定型。一个字刻怎样去写，还没有完全固定下来，并保留着浓重的描画物象的色彩。如字形可方可圆，笔画可多要少，方向可正可反，写法可横可竖，偏旁可左可右，还有多种异体，还有合文写法。三、大篆1、产生大篆是对后来的小篆而言的。广义的大篆包括小篆，以前的甲骨文，金文和六国文字。这里的大篆指通行于春秋战国时期的秦国文字。由于周平王东迁洛阳，秦占据了西周的故地，同时也继承了西周的文字，即是继承金文发展而来的。因其带有地域性，有的难以识别。大篆，也称籀（zhòu）文。因其着录于字书《史籀篇》而得名。《汉书·艺文志》：“《史籀》十五篇，周室王太史籀作大篆。”特点石鼓文具有遒劲凝重的风格。字体结构整齐，笔画匀圆，并有横竖行笔，形体趋于方正。大篆在相当大的程度上保留西周后期文字的风格，只是略有改变，笔画更加工整匀称而已。笔势圆整。线条比金文均匀，线条化达到完成的程度，无明显的粗细不均的现象。形体结构比金文工整，开始摆脱象形的拘束，打下了方块汉字的基础。同一器物上几乎没有异体字。字体繁复，偏旁常有重叠，书写不便。 四、小篆1、产生小篆是汉字第一次规范化的字体。春秋战国时的“文字异形”，秦始皇统一后，采纳了丞相李斯的意见，推行“书同文字”的改革，统一了文字。这是我国历史上第一次重大的文字改革。①“罢其不与秦文合者”（即战国时期流行于东方的区域性文字——六国文字）②“取史籀大篆,或颇省改。”这就是说小篆是在大篆的基础上，简化了大篆的形体结构，改变了大篆的叠床架屋，复杂的写法，逐渐整齐统一，稳固定型而成，如“商：（大）（小）”③把原来没固定形式的偏旁部首统一起来，使一个偏旁只有一种固定的写法，如“（心），（衣），（水）”并确定了每个偏旁在汉字形体中的部位，不能随意正反，左右颠倒。每个字的书写笔数也基本固定了。这就使字体基本上定型化，统一化了。特点曲折宛转的风格。小篆在大篆圆转的基础上进行加工，起笔和收笔大都是浑圆。转角处都带弧形，曲折引长而划一，使线条更匀称圆转，字形长圆，体势雄健，已线条化了。观《峄曲线之美，线条匀净圆畅，柔中带刚。历来被视为篆书的正宗。因笔画圆劲丰腴如筷子，古称“玉筋篆”，后代的篆书家，如唐山刻石》运笔宛转自如，字态活泼矫健，极尽代的李阳冰，南唐徐弦，无不从李斯的风范中立下根基。用线条代替了图形。小篆是规范的字体，比大篆更整齐定型。用线条代替了复杂的图形，基本上脱离了图画，确定了汉字的符号性。异体字也基本上废除了。但仍保留大篆某些象形写实的特点。另外，匀圆宛转的线条，弧线的连笔，起讫不清，不便书写。“篆书”这个名称，在当时还没有。直到汉代“隶书”出现以后，才把这种文字称为“篆书”。因此，篆书是相对隶书而言的。小篆正式通行的时间不长。汉代就已不常用了，但是两千多年来，印章一直用小篆镌刻，篆刻是我国的传统艺术之一。五、隶书秦代有两次文字改革，一是统一文字，由大篆改为小篆；二是使用了较小篆潦草些的隶书。这是第二块里程碑——文字发展摆脱像形性。1、产生隶书是从小篆脱胎出来的。始于秦朝，经过两汉231年（前206—25）的演变，到汉代才臻于成熟。隶书是汉代的主要通行书体。这样说来，隶书可分秦隶，汉隶两个发展阶段，又称古隶和今隶。特点 a.、点画转写线条汉隶用点横竖撇捺等笔画转写小篆曲折宛转的线条。整个字体棱角鲜明，方正平直，字形由长圆变成扁方。这种变化称谓“隶变”。这极大的摆脱了线条的束缚，打破了古文字象形系统，使汉字的象形图画面貌基本消失，奠定了现行文字的基础，使之变成纯符号性质的文字。 b.、笔势飞扬成波势“蚕头燕尾”是隶书的主要特点。“蚕头”指起笔处重而秃，呈方圆；“燕尾”指收笔处轻而上翘，拖一个捺状的尾巴。如有的横画和平捺要挑起，呈波状。但在隶书中强调“燕为双飞”即在一个字的结构中，只允许主要笔画出锋，挑出“燕尾”状，其它诸笔都成秃笔，以方为主，一住即收。 撇和捺也要挑起来，形成左右飞扬之势。撇捺做慢弯形，尾部尖细，捺角向上推，呈波势。这样，整个字体上下收紧，左右舒展，以主笔“蚕头燕尾”贯穿字中。魏晋时代，汉隶又叫“八分”，指的就是笔势波磔，向左右分开，象“八”字形状一样，左右分散。隶书，无论是平平展展的，还是翩翩飞动的，由于字形较扁，总比等比例书看上去安稳。隶书出现是汉字形体发展上的一次大改革，是汉字发展史上的一个转折点，结束了古文字时代，开创今文字新的时期，有划时代的意义。六、楷书楷书，也叫“真书”或“正书”。楷是规矩，整齐，楷模的意思，是说这种字体可作为法式，模范，即标准字体。1、产生楷书是由隶书演变而来的。兴于汉末，盛于魏晋南北朝。直到现在，仍是汉字的标准字体，已有近2000年的历史了。东汉，三国魏时的书法家钟繇的小楷《贺捷表》，虽还没有摆脱隶书笔意。但已是今天见到的最早的楷书了，是由隶向楷过渡的典型作品。其主要横画已失去了“蚕头燕尾”特征，撇捺已成锐势，但还存在隶书遗意。有的捺画还顺势飘扬作波磔。撇捺仍向左右飞扬。东晋被称为“书圣”的王羲之的小楷作品《黄庭坚》《乐毅论》改变了钟繇变汉隶为楷书后仍存有隶意的笔法。凡钟书仍作波挑的地方都敛锋不发，从形体上完全自立了。至今仍采用他创造的字体，字形。魏碑，是在汉隶的基础上渐演变的楷书体。虽是楷书，却融篆势隶意，草情等众妙于其调。如方笔魏碑的典型代表作《始平公造像》，棱角分明，雄强朴拙。所有点画都宽厚肥壮而不呆板，显示出刚健的气势和飘逸的风格，有阳刚之美。、特点楷书字体确实颇具规模。这种字体同汉隶的基本结构虽相同，但它是对隶书的改造而成的，它吸收了隶书结构匀称明晰的优点，改变了隶书的笔势或适当简化。形体上，汉隶向外推开，呈“八”字扁方形。楷书向里集中，成“永”字方形。笔画上，发展了隶书的点横撇捺竖钩等笔画。如汉隶和撇是慢弯状，尾不尖细，有时上挑，；略有勾形；而楷书的撇是笔势斜下，导尖细，不挑不勾。尤其是横画，楷书没有“蚕头燕尾”的波势了。汉隶波动，楷书平稳。楷书在摆脱古代汉字图形意味这一点上，比隶书又进一步。它完全是由完备的笔画组成的方块符号，作为方块汉字，从此定型。楷书印刷体：印刷上常用的各种变体，宋体，横细竖粗—通用印刷体；仿宋体，粗细不分，秀丽—序言；楷体，诗词正文正楷，接近手写体，比仿宋丰满—通俗读物，小字课本；黑体，庄重—标题。七、草书草书一般是比正式字体写的草一些的字体。广义的说，自有汉字以来，篆隶楷书通行时，都有相应的草体。但“草书”成为一种字体的专称，是东汉以后，并分“章草”“今草”“狂草”三种。1、章草是隶书的草写体。相传西汉元章刘奭shì时，黄门令使游创制的。现流传的有他的《急就章》，取其章字叫“章草”。笔画常带草意，有连笔。仍保留隶书的波磔，但字字独立，不相连属。笔画界限清楚，布局也较匀称，书写比隶书简便迅捷的多。如西晋书法家索靖的《出师颂》，用笔既沉稳劲健，又活泼灵捷，是标准的隶草，历来习草者皆视为正宗法帖。2、今草是章草的继续，是楷书的快写体。东汉末年一直流传至今。今草，体势连绵，一笔到底，一气呵成。虽偶有不连，但血脉不断。字字顾盼呼应，贯通一气。今草写起来灵活流畅，简易快速。但往往难以辩认。如王羲之的《十七帖》体势婉转，宽态活泼。历代视为草书的绝品而奉为法度（标准）。3、狂草是在今草的基础上任意增减笔画，恣意连写。兴于唐代。狂草笔形连绵不绝，上一字的末笔常与下一字的首笔相连，甚至数字一笔挥成，偏旁混用，其部位也改变的厉害，可谓任意挥洒，狂放不羁，较难辨认，很少有实用意义。但在书法艺术上有狂放的风格。如盛唐的张旭，怀素，有“张颜醉素”或“颠张狂素”之称。张旭的《古诗四帖》，怀素的《自叙帖》，体势连绵，笔意奔放，给人一种开朗而有变化的感觉。这种狂放不羁的草书，是追求纯艺术的表现，抒发自己的情感。总的说来，草书把楷书十几笔的字，用两三笔画出来，这种高度简化，可以达到快写的目的，有一定的进步意义。八、行书是介于今草和楷书之间的一种字体。始于楷书出现以后，盛于魏晋，晋代已流行。直到现在仍是手写时最多，最广泛的一种字体。行体兼采楷草的优点，是草书的楷化或楷书的草化。近楷而不拘谨，近草而不狂纵。接近楷书的叫“行楷”，接近草书的叫“行草”。行书简化了楷书的笔画，采用草书连绵的笔法。笔画连绵而又各字独立，清晰易认。书写效率较高，成为楷书的辅助字体。如王羲之的《兰亭序》姿媚飘逸，幽雅清秀。另有集字成碑的《圣教序》是盛唐长安张福寺和尚怀仁从唐内府收藏的王羲之的行书墨迹中集中而成。此举共费20余年，选字均为王书的上乘之作，摹勒精美，历代十分珍重。又如唐代李的《云麾将军李思训碑》，用笔硬挺奇崛，以险绝取胜。横笔明显向右上方倾斜（左低右高），虽借鉴《圣教序》，但奇伟雄强之势胜于晋人，别开一门。宋代书法成就，行书突出，出现了苏轼、黄庭坚、蔡襄等书法家。在汉字的演变过程中，两种字体的过渡，不是新旧衔接，继承，起伏突变。而是新旧交搭，并行，逐渐替变的。在前一种通行的形体中，就已经蕴育萌芽一种更适合实际需要的新的形体结构，最终取代了前一种字体，而居于统治地位。由殷商的甲骨文到周代的金文，到秦的大篆和统一后的小篆，到汉代的隶书，魏晋以后的楷书，这是汉字形体演变的主流。隶书通行后的草书和楷书通行后的行书，是这一种演变的两个旁支。甲骨文→金文→篆书→隶书→楷书↓↓（章）草行书↓↗ （今）草↗ 印刷字体 印刷术发明後，为适应印刷，尤其是书刊印刷的需要，文字逐渐向适于印刷的方向发展，出现了横平竖直、方方正正的印刷字体—宋体。其发端于雕版印刷的黄金时代—宋朝，定型于明朝，故曰本人称其为"明朝体"。由于宋体字适于印刷刻版，又适合人们在阅读时的视觉要求，是出版印刷使用的主要字体。电脑字体 随看文化事业的发展、科技的发展，在西方文字体的影响下，又出现了黑体、美术字体等多种新的字体，如海报（POP）体、综艺体、勘亭流、少女字体等，及更多的宋体之变形，如仿宋、扁宋等。并将各类汉字电脑化，运用的范围更加广泛。 关于文字发展的学术论文篇二 文字的形成和发展 摘 要：通过对文字起源和形成的简单论述知道了汉字的主要特征，以及这些特征在汉字的各个时期的演变过程。从而让我们对汉字有更加深入和系统化的理解，正确把握文字发展方向，以便于我们能更好的继承和发展我们民族的文字。 关键词：文字的起源 甲骨文 金文 小篆 隶书 楷书 行书 中国的文化源远流长，是四大文明古国中唯一一个有着文化传承的国家。汉字作为中华文化重要载体，它的形成和发展的过程在一定意义上决定着中华文化的形成和发展。 一、汉字的形成 1.汉字的起源 关于汉字的起源，就像中国文明的起源一样有着很多古老的传说。如“结绳”、“八卦”、“图画”、“书契”等，最有名的要算黄帝史官仓颉造字的传说。然而成系统的文字是不可能完全由一个人创造出来，仓颉只是文字整理者或编辑者。文字是在劳动中产生的，最初只是一些传递简单讯息的刻划符号。这些符号是原始社会晚期被人们刻在或彩绘在陶器上面，还有少量的被刻写在甲骨、玉器、石器等上面。这些符号比殷墟的甲骨文要早的多，它们可以说是汉字的源头。 2.文字体系形成 文字最早成熟于商代。目前商代文字资料主要是河南安阳殷墟占卜用甲骨和青铜礼器上的文字，被叫做“甲骨文”，是迄今为止中国发现的最早的成熟文字，也最能代表商代的文字特色。殷墟时期所反映出来的商代文字在造字方式上已经形成了自己的特点和规律。字的结体特征可分为四大类：取人体和人的某一部分形体特征为构字的基础;以劳动创造物和劳动对象为构字的基础;取禽兽和家畜类形象为构字的基础;取自然物象为构字的基础。从字构形上看，这些成熟较早的字形所取裁的对象与当初先民们的社会生活相当贴近，具有很强的象形性，便于理解。 二、文字的发展 当一种成熟文字的体系形成之后，它要想延续下去必然要有一定改变和发展。作为世界上唯一保留至今的古老文字，汉字的发展经过：甲骨文→金文→小篆→隶书→楷书→行书这几个过程。 1.甲骨文和金文 距今约3400年前到2700年前的殷周时代，可以称之为甲金时代。甲骨文和金文是迄今所知最为古老的汉字体系，其单字的数量已达到4000-5000个，足以满足记录语言的需要。他们把卜辞刻在龟甲和兽骨的平坦面上，涂上红色标示吉利，黑色标示凶险。这些文字都是用刀刻上去的，大字约一寸见方，小字如谷粒，或繁或简，非常精致。于是便被叫做甲骨文。 古文字学家对十万余片中的文字进行研究，发现骨甲文字的结构已由独体走向合体，有了形声字，已是相当成熟的文字了。在四千六百多个甲骨文单字中，已经辨识了一千七百多个。 比甲骨文稍晚出现的是金文，金文也叫钟鼎文。商周是青铜器的时代，青铜器的礼器以鼎为代表，乐器以钟为代表，钟鼎是青铜器的代名词。所以，钟鼎文或金文就是指铸在或刻在青铜器上的铭文。金文的内容是关于当时祀典、赐命、诏书、征战、围猎、盟约等活动或事件的记录，都反映了当时的社会生活。 2.战国文字――小篆 秦始皇统一天下之后，实行了一连串的改革;其中，统一文字就是一项十分重要的政策。整个工作由丞相李斯主持，分为两个步骤：一是废除六国文字中各种和秦国文字不同的形体，以秦国文字作为规范的基础;二是将秦国已有的正统使用的籀文即大篆的形体，加以简省删改，同时吸收民间的字体中的一些简体、俗体字，进行规范。统一后的字为了与原先使用的大篆相区别被称为小篆。秦小篆书迹保留下来的以秦始皇所立诸石最为主：琅邪台、泰山原石及拓本残存，都是小篆很好的体现。 3.隶书 隶书的产生也有一个传说。相传秦朝有一个叫程邈的徒隶，因为得罪了秦始皇，被关在监狱里。程邈看到当时狱官的么牌用篆书写很麻烦，就作了改革，化繁为简，化圆为方，又创立一种新的字体。秦始皇看了很欣赏，不仅赦了他的罪，还封他为御史，并将这种字体规定在官狱中应用。因为程邈是个徒隶，起初又专供隶役应用，所以把这一书体称之为隶书。且不论这个传说的真假，我们知道隶书是在秦代的时候就产生了，但是他的兴盛却是在汉代。 隶书的出现，是书法史乃至文字史上的一次重大变革。从此，书法告别了延续三千多年的古文字而开端了今文字，字的结构不再有古文字那种象形的含义，而完全符号化了。隶书上承篆书，下启楷书，是一个质的转变和过渡。作为书法艺术，它打破了原来篆书单一用笔的局限，而有了十分丰富的变化。汉代隶书蕴含着一种博大的气势，充溢着雄健的力量美。 4.楷书 楷书大约在东汉末年形成，到魏晋时代就逐渐成熟，是对隶书略加改造的一种字体。因其可作为习字的法式楷模，所以叫楷书，也叫“正书”、“真书”。到三国魏钟繇和晋王羲之，进一步规范了楷书的体势，使楷书成为一种完全独立的书体。和隶书比较起来，楷书的线条更平直，字形更加方正。具体说来，汉隶的笔势大多是扁方形状，向外摊开，而楷书笔势则大多是长方形状，向内集中。汉隶的用笔大多带有波折，粗细变化很大，而楷书用笔较平稳，在转折的地方是硬折，粗细变化相对少些。楷书的特点是：用笔规矩、结构严谨、重心平稳。是古往今来很多人习书的首选字体。 5.行书 行书起源于汉代，隶书还占主要地位。因此这时的行书则是隶书的简易流行书体。汉末的行书是隶书的手写体，带有隶意，晋以后的行书，是楷书的手写体，具有楷法。因此行书，则有汉末和晋后之分。东汉的刘德升，擅长这种便于挥运的手写体，写得“风华婉约”，独步当时。其实刘德升所创行书正如李斯所造篆书、秦邈所造隶书一样，只不过是在当时的民间流行书体的基础上加以整理、改造、提高罢了。行书通过王羲之的推陈出新糅进楷书写法才完美起来。王羲之的《兰亭序》被后世称为天下第一行书，其书法艺术让人叹为观止。 汉字作为世界上历史最悠久的文字之一，经历了几千年的演变，这些变化都是为了更方便人们的使用，是一个从复杂到简化的过程。但是，是不是汉字的发展方向就是一味的简化下去呢?这个答案显然是否定的。我们的汉字除了书写交流等使用功能外，与其他文字最大的不同点就是它的审美功能以及它本身的文化内涵。过度的简化必然会让这些独特的内容缺失，这是对传统文化的抛弃。因此，我们只有正确地把握住了汉字的发展规律，才能更好地保护、继承和发展我们中华民族的这一宝贵文化财产。 参考文献： [1]东汉.许慎：《说文解字》，九州出版社，2006年3月第一版 [2]王世征主编，云志功等著：《中国书法理论纲要》，首都大学出版社，2003年出版 [3]王镇远著：《中国书法理论史》，上海古籍出版社，2009年5月第一版 看了“关于文字发展的学术论文”的人还看： 1. 大一学术论文3000字 2. 学术论文的格式及字体要求 3. 关于学术论文怎么写 4. 大学学术论文格式 5. 关于信息的学术论文怎么写 太夸张了，中国文字也不过3000多年历史超导材料的研究与发展论文
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