物理學(xué)家們?yōu)榱岁U明超導(dǎo)體的機(jī)理，提出了多種理論，包括1935年提出的，用于描述超導(dǎo)電流與弱磁場關(guān)系的london方程，1950到1953年提出的，用于完善london方程的pippard理論，1950年提出的，用于描述超導(dǎo)電流與強(qiáng)磁場（接近臨界磁場強(qiáng)度）關(guān)系的gl理論；1957年提出的，從微觀機(jī)制上解釋第一類超導(dǎo)體的bcs理論……一直到現(xiàn)在，科學(xué)家開始提出通過量子相變實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的新機(jī)制：即量子自旋霍爾絕緣體的拓?fù)淙毕菽坌纬沙瑢?dǎo)體。

這里面，比較重要的就是gl理論和bcs理論。

gl理論是在朗道二級(jí)相變理論的基礎(chǔ)上提出的唯象理論。

理論的提出者是京茨堡和朗道。

gl理論的提出是基于以下考慮：當(dāng)外界磁場強(qiáng)度接近超導(dǎo)體的臨近磁場強(qiáng)度時(shí)，超導(dǎo)體的電流不服從線性規(guī)律，且超導(dǎo)體的零點(diǎn)振動(dòng)能不可忽略。

gl理論的最大貢獻(xiàn)在于預(yù)見了第二類超導(dǎo)體的存在。

從gl理論出發(fā)，可以引出表面能k的概念。

當(dāng)超導(dǎo)體的表面能k＞1/√2時(shí)，為第一類超導(dǎo)體；當(dāng)超導(dǎo)體的表面能k＜1/√2時(shí)，為第二類超導(dǎo)體。

bcs理論則是以近自由電子模型為基礎(chǔ)，以弱電子－聲子相互作用為前提建立的理論。

理論的提出者是巴丁（***ardeen）、庫珀（.cooper）、施里弗（.schrieffer）。

bcs理論認(rèn)為，金屬中自旋和動(dòng)量相反的電子可以配對(duì)形成庫珀對(duì)，庫珀對(duì)在晶格當(dāng)中可以無損耗的運(yùn)動(dòng)，形成超導(dǎo)電流。

簡單地說，我們可以把電子比喻成一只只有一個(gè)翅膀的小蜜蜂，這樣的小蜜蜂是飛不起來的，但兩只這樣的小蜜蜂結(jié)合在一起，翅膀一左一右煽動(dòng)，就可以飛起來了。

對(duì)于庫珀對(duì)產(chǎn)生的原因，bcs理論做出了如下解釋：電子在晶格中移動(dòng)時(shí)會(huì)吸引鄰近格點(diǎn)上的正電荷，導(dǎo)致格點(diǎn)的局部畸變，形成一個(gè)局域的高正電荷區(qū)。這個(gè)局域的高正電荷區(qū)會(huì)吸引自旋相反的電子，和原來的電子以一定的結(jié)合能相結(jié)合配對(duì)。在很低的溫度下，這個(gè)結(jié)合能可能高于晶格原子振動(dòng)的能量，這樣，電子對(duì)將不會(huì)和晶格發(fā)生能量交換，沒有電阻，形成超導(dǎo)電流。

bcs理論很好地從微觀上解釋了第一類超導(dǎo)體存在的原因，理論的提出者巴丁、庫珀、施里弗因此獲得1972年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

但bcs理論無法解釋第二類超導(dǎo)體存在的原因，尤其是根據(jù)bcs理論得出的麥克米蘭極限溫度（超導(dǎo)體的臨界轉(zhuǎn)變溫度不能高于40k），早已被第二類超導(dǎo)體突破。

直到現(xiàn)在，物理學(xué)界也沒有形成一個(gè)獲得普遍認(rèn)可的超導(dǎo)形成機(jī)制。

至于在高溫超導(dǎo)體的探索上，學(xué)術(shù)界倒是取得了不少進(jìn)展。

1986年，繆勒和柏諾茲發(fā)現(xiàn)一種成分為鋇、鑭、銅、氧的陶瓷性金屬氧化物labacuo4具有高溫超導(dǎo)性，臨界溫度可達(dá)35k（﹣c）。

由于陶瓷性金屬氧化物通常是絕緣物質(zhì)，因此這個(gè)發(fā)現(xiàn)的意義很大，繆勒和柏諾茲因此而榮獲了1987年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

此后，高溫超導(dǎo)的研究迅速發(fā)展。

在中美等國科學(xué)家的推動(dòng)下，該記錄在五年內(nèi)不斷刷新。

并于1994年創(chuàng)下了常壓135k，高壓164k的臨界溫度新紀(jì)錄。

然而，銅氧化物高溫超導(dǎo)材料屬于氧化物陶瓷，缺乏柔韌性和延展性，容易在承載大電流時(shí)失去超導(dǎo)電性而迅速發(fā)熱，應(yīng)用起來存在許多技術(shù)難度。

而且，其物理性質(zhì)及其復(fù)雜，難以被現(xiàn)有理論框架解釋。

到了2008年，日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了鐵砷化物體系中存在26k的超導(dǎo)電性，在中國科學(xué)家的努力下，這類超導(dǎo)材料的臨界溫度很快突破了40k，甚至在塊體材料中實(shí)現(xiàn)了55k的超導(dǎo)電性。

于是新一代超導(dǎo)家族鐵基超導(dǎo)宣告發(fā)現(xiàn)。

只是這類超導(dǎo)體大多含砷或者堿金屬，對(duì)空氣敏感，應(yīng)用方面同樣存在很多的局限性。

至于室溫超導(dǎo)體是否存在，目前學(xué)術(shù)界普遍是認(rèn)為存在的，日本科學(xué)家甚至將尋找到400k以上的超導(dǎo)體作為其遠(yuǎn)景目標(biāo)。

但要百分之百確認(rèn)一個(gè)室溫超導(dǎo)體的存在，卻不是一件容易的事。

畢竟要判斷一個(gè)新材料是否是超導(dǎo)體，必須同時(shí)具備零電阻效應(yīng)和完全抗磁性兩大特征，電阻不降到零或者抗磁性很差都不能百分之百斷定是超導(dǎo)。

歷史上，有多個(gè)“超導(dǎo)體”因?yàn)闆]有確切證據(jù)，而被科學(xué)家戲稱為可疑超導(dǎo)體，簡稱uso，和傳說中的ufo有的一拼。

在這些uso中，有的宣稱達(dá)到了200k甚至400k都有超導(dǎo)電性，卻從來沒有被更多的實(shí)驗(yàn)證明過。

甚至有些人為了謀取個(gè)人利益，干脆進(jìn)行學(xué)術(shù)造假。

比如一位叫做簡·亨德里克·肖恩的德國人，曾經(jīng)在2001年瘋狂灌水，聲稱在c60等材料中發(fā)現(xiàn)了52k以上的高溫超導(dǎo)電性以及其他一系列電子器件應(yīng)用，其論文產(chǎn)出效率達(dá)到了每八天一篇的速度。

最終，物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)他的論文幾乎全部都進(jìn)行了數(shù)據(jù)造假。

science系列雜志2002年撤稿七篇，nature系列雜志2003年撤稿八篇，其他學(xué)術(shù)期刊也紛紛撤稿數(shù)十篇。

后來他的母校看不下去了，撤銷了他的博士學(xué)位，這樁丑聞轟動(dòng)了整個(gè)學(xué)術(shù)界，肖恩也被稱為物理學(xué)界五十年一遇的大騙子。

雖然如此，學(xué)術(shù)界對(duì)于室溫超導(dǎo)體的熱度始終不減。

特別是近年來，幾乎每個(gè)月都有新的超導(dǎo)體被發(fā)現(xiàn)。

其中比較重要的有2015年，德國科學(xué)家.drozdov發(fā)現(xiàn)了硫化氫在200萬個(gè)大氣壓下具備203k的超導(dǎo)電性，但如此苛刻的條件，也就只能在實(shí)驗(yàn)室里才能完成。