零電阻（Zero Resistance）

零電阻（Zero Resistance）
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

　　在一般導體內，電阻是因原子熱振動或晶格缺陷等阻礙電流流動所造成。在鄰近室溫時，電子在物體中流動時，主要電阻的產生為移動的電子與導體中的原子碰撞， 並將能量傳遞給導體。由上圖1為例，矽晶片上鍍上600nm厚度的鈮超導薄膜，其臨界溫度為9.2K。鈮薄膜在臨界溫度以上時呈金屬性電阻，隨著溫度的下降，電阻隨著變小。若為半導體材料，溫度上升有助於產生更多導電電子，則會有非金屬性的電阻產生。在極低溫時，電子在導體內流動對原子所構成晶格和晶格缺陷的影響作用成為電阻的主因，乃為晶格振動而造成能量損耗。金屬導體的電阻會隨著溫度降低而逐漸減少。對於普通導體即使像銅、銀這類的良導體，電子在運動的過程中也會受到阻力而散發能量，即使接近絕對零度時，仍然保有最低的電阻值，這是純度和其他缺陷的影響所致。由上圖所見，電阻在極低溫時，電阻隨著變小的溫度，降低的程度變成平緩。
　　
　　超導體的導電現象則與一般導體不同。當溫度高於其臨界溫度時，超導體表現出一般導體或半導體之特性，此時仍有電阻產生；但溫度降至臨界溫度以下時，自旋相反的成對電子組成古柏偶對（Cooper pair），電子在結構中運動不再受到晶格之影響，亦即電阻完全消失，此時電阻會驟降為零此種現象即稱為零電阻(Zero Resistance)。同時，在超導體線材裡面的電流能夠不斷地持續而不需消耗電能。
　　
　　超導現象可在各種不同的材料上發生，包括單純的元素如錫和鋁，各種金屬合金和一些經過佈塗的半導體材料。超導現象不會發生在貴金屬像是金和銀，也不會發生在大部分的磁性金屬上。

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