在科學發展史上，超導的發現是與碰巧、機遇、意外等名詞聯結在一起的。1908於荷蘭Leiden大學，由H. Kamerlingh Onnes帶領的研究群首次液化氦氣─週期表中，人類最後一個液化的氣體。三年後，Onnes宣稱汞在4.2 K時進入了一個零電阻的狀態，他稱之為超導態(the state of superconductivity)。根據非官方說法，Onnes的研究生在量測汞的電阻時，發現在4.2 K時突然量不到汞的電阻。Onnes對此數據存著懷疑的態度，他自己重複驗證後，確認了此一狀態的存在。1913年Onnes因超導態的發現，得到了諾貝爾物理獎，也開啟了科學家尋找新超導體的熱情。  
          1911年超導現象被發現後，其背後的物理機制一直困擾著科學家數十年。雖然其它超導轉變溫度(TC)高於4.2 K的超導體一直被找到，但科學界仍欠缺某些關鍵性的實驗及想法。1933年W. Meissner和R. Ochsenfeld發現超導體除了具有零電阻的特性外，還具備了理想抗磁性(perfect diamagnetism)，此一特性是與外加磁場的歷史無關。理想抗磁性的意思即是超導體會將外加磁場的磁力線排出體外，一旦進入超導態，不管磁場於TC前或後外加於理想超導體，磁力線都會被排出。此現象意謂著超導為一熱力學態，是超導現象中非常重要的特性。1935年Fritz London隨即指出，超導是一個巨觀量子現象。這項宣稱為超導理論踏出重要的一步。了解傳統超導的最後一塊拼圖，出現在1950年。美國國家標準局及Rutgers大學的兩組科學家發現TC與HC(臨界磁場)和M-1/2(M為元素的原子量)成正比。這證實H. Frohlich的想法─電子與晶格的交互作用對超導的形成很重要。1957年J. Bardeen，L.N. Cooper與J.R. Schrieffer完成超導的拼圖，得到BCS理論[1]，奠定了傳統超導理論的基石。三人於1972年得到諾貝爾物理獎。  
          超導史上的另一項驚奇發生在1986年，G. Bednorz及K.A. Muller發現鑭鋇銅氧化物在35 K時有超導轉變[2]。兩人因這項發現在1987年得到諾貝爾物理獎。此一發現引起銅氧化物的研究熱潮。1987年吳茂昆及朱經武率領的研究團隊發現釔鋇銅氧化物具有超導性[3]，其TC為92 K(圖一)。這是人類首度發現TC高於液氮沸點的超導體，讓超導研究進入新的里程碑。就如傳統超導的情形，新的超導的發現，更高的TC打破舊記錄，都無法使科學家了解這一系列銅氧化物高溫超導的成因。種種實驗現象都無法以BCS理論解釋，尋找高溫超導的理論及其關鍵的實驗，就成了從上一世紀末延燒至本世紀的熱門領域。  

  圖一 超導溫度的演進  

          本實驗室是於1989年由吳茂昆(M.K. Wu)教授所創立的。吳教授當年放棄在美國Columbia大學優渥的環境，毅然回國貢獻心力，開拓國內的超導研究。迄今培育了為數眾多的人才，散佈國內外。1990年吳教授邀請齊正中(C.C. Chi)教授訪問本實驗室。齊教授於IBM T. J. Watson Research Center服務十數年。早年與U. C. Berkeley的John Clarke教授於非平衡態超導的研究，有重要的貢獻[4]。高溫超導時代，齊教授的代表作是與崔章琪(C.C. Tsuei)院士合作的三晶界結實驗[5]。此實驗確定了高溫超導的波函數是d波對稱，對高溫超導的理論產生重大的影響。1993年齊教授正式於清華物理系任教，成為本實驗室另一位重要的領導人。 王明杰博士1994年於本實驗室完成博士學位後，旋赴紐約州立大學石溪分校學習SIS結(superconductor-insulator-superconductor junction)的製作。學成歸國後，即著手建立鈮超導元件實驗室。王博士領導的研究團隊，目前巳有穩定的能力，製作高品質的超導元件。本實驗室一直有傑出的教授來此客座。其中值得一提的是管惟炎教授。管教授為中國科學院院士，前合肥中國科技大學校長。他於1991年訪問本實驗室，並從此將其晚年的所有心力貢獻於此。不幸地，他巳於2003年三月在台灣過世。管教授在台的主要學術成就，為發現高溫超導氧化物RBa2Cu3O7的物理性質與稀土元素的離子半徑有關。管教授在世時，為本實驗室極受敬重的老師。  
          本實驗室承襲過去的經驗，主要的研究領域為新材料的開發與研究，高溫超導的基礎物理，超導元件的設計與製作及過渡金屬氧化物的研究與應用。從樣品的製作，晶相的確定，磁性及電性的量測，高磁場下的測量 等，都可在此完成。另外，我們與國內外其它研究機構也有學術合作關係，如U. C. Berkeley物理系，中研院物理所及天文所，成大材料系，淡江物理系，師大物理系，暨南應化系 等。這樣的合作交流，讓彼此可以互相支援，以期得到良好的研究能量。  
          科學研究除了學術上的價值外，其也有教育上的含意。透過通往研究目標所受的訓練，本實驗室的學生及助理可以學到利用科學方法解決問題的能力和特殊的實驗技巧，如陶瓷樣品的製作、薄膜成長、單晶成長、低溫物理量測、真空系統的操作、微影技術 等等。這些訓練可以讓人具備研究及解決問題的能力。我們的學生及助理，離開實驗室後，大都可在學術界或業界找到良好的工作環境，如中研究、台積電 等。歡迎對本實驗室的研究有興趣的讀者，與我們聯絡。  
 
廖延宗博士撰寫