Измерение температуры сверхпроводящего перехода и токонесущей способности пленки YBaCuO
Введение
Явление сверхпроводимости было открыто в 1911году. Камерлинг- Оннес, изучая зависимость электросопротивления ртути от температуры, обнаружил, что при температуре около 4 К сопротивление образца внезапно исчезло и не было обнаружено при всех достижимых температурах ниже этой. Свойством сверхпроводимости обладают и некоторые другие металлы: олово, свинец, ниобий, технеции, молибден …, а также многие сплавы и интерметаллические соединения. Температура, при которой происходит переход из нормального состояния в сверхпроводящее, называется критической и обозначается — Тс. До 1986 года температура перехода в сверхпроводящее состояние составляла 20 К и сверхпроводники могли изучаться и применяться только в устройствах с гелиевым охлаждением. В 1986 году был открыт новый класс сверхпроводящих материалов, в которых Тс выше температуры кипения жидкого азота (77 К). В настоящее время высокотемпературные сверхпроводящие (ВТСП) материалы широко используются в электротехнической промышленности наиболее развитых стран. На их основе изготавливаются провода, кабели с плотностью критического тока порядка 106А/см2 при температуре кипения жидкого азота. С применением ВТСП проводников изготавливаются двигатели, генераторы, трансформаторы, накопители энергии, соленоиды, ограничители тока и другие устройства электротехнической промышленности. Разрабатываются ВТСП устройства для электроники. Открываются новые сверхпроводящие материалы.
Целью настоящей лабораторной работы является знакомство студентов с техникой измерения сверхпроводящих характеристик ВТСП плёнки состава YbaCuO.
Краткое описание работы
Лабораторная работа посвящена измерению температуры перехода в сверхпроводящее состояние и плотности критического тока плёнки YBaCuO при температуре кипения жидкого азота. Одним из распространенных методов измерения характеристик ВТСП плёнок является четырёхзондовый метод. Суть данного метода состоит в измерении зависимости сопротивления плёнки от температуры и от тока, проходящего по плёнке в сверхпроводящем состоянии.
Список оборудования
- Транспортный сосуд Дъюара с жидким азотом.
- Высокотемпературная сверхпроводящая (ВТСП) плёнка состава YbaCuO.
- Двухкоординатный самописец Н-307
- Термосопротивление.
- Источники тока Б5- 43А для запитки термосопротивления и ВТСП плёнки.
- Усилитель постоянного тока У5-10
- Нановольтметр Р341.
- Микроскоп МБС- 9.
- Вольтметр В7- 32.
- Три вольтметра Щ68003
- Капка.
- Магазин сопротивлений Р4831.
Учебно-методическое пособие
Электрические, магнитные и оптические измерения твердых тел, с.37-45.