SU1306290A1

SU1306290A1 - Способ определени критической температуры сверхпровод щего материала пленки

Info

Publication number: SU1306290A1
Application number: SU853953315A
Authority: SU
Inventors: В.М. Дмитриев; Н.Н. Пренцлау; В.Н. Светлов; Г.Е. Чурилов
Original assignee: Физико-технический институт низких температур АН УССР
Priority date: 1985-09-16
Filing date: 1985-09-16
Publication date: 1990-10-23

Abstract

Изобретение относитс к темпе-, ратурным измерени м и позвол ет, повысить точность определени критической температуры и упростить .способ. Измер ют ток генерации пленкой электромагнитных волн по крайней мере при двух значени х температуры. Критическую температуру материала пленки определ ют из определенного выражени . Измерение тока генерации провод т на уровне, несоизмеримом с уровнем наводок или собственных mi MOB аппаратуры . В св зи с большой крутизной токо- S вой зависимости амииитуды генерирующего сигнала отпала необходимость из- L// мер ть ал«пл1 туду сигнала генерации. 2 ил.

Description

Изобретение касаетс температурных Измерений может использоватьс дл измерени критической температуры тонких пленок сверхпроводников.

Цель изобретени - повышение, точ- иости определени критической температуры и упрощение способа путем уменьшени вли ни па результат измерени шумов измерительной алпарату ры и электрических наводок. .

На фиг. t представлена зависимост амплитуды генерируемого пленкой .сиг- нала от тока, пропускаемого через пленку (в относнтелыидх единицах) J на фиг, 2 - зависимость токау при ко тором имеет место генераци электромагнитных колебаний, от температуры дл узкой пленки (крива 1), дл пленки промежуточной ширины (крива . 2) и дл широкой пленки (кри- ва 3).

С помощью предлагаемого способа критическую температуру тонких пленок определ ют следующим способом.

В области Г1ромежуточнь х температур при опре деленном значение протекающего по пленке посто нного тока IP (назовем его током генерации) на пленке возникают электромагнитные, колебани метрового диапазона длин волн. . .

В результате экспериментального исследовани генереции электромагнитных колебаний- сверхпровод щими пленками были получены следующие основные результаты, использование которых приводит к достижению положительного эффекта;. ,

генераци электромагнитных колебаний наступает в промежуточном сОс- то нии пленки, где ток генераций значителен (пор дка миллиампер, см, фиг. 1);

эависиьюсть амплитуда. генерируемого сигнала от тока генерации имеет высокую крутизну, а генерацию происходит в узком токовом диапазоне (см. фиг. 1);

зависимость тока генерации от температуры имеет линейный характер, при этом критическа температура пленки Tg определ етс как температура с нулевым значением тока генерации (см. фиг. 2), При этом независимо от параметров пленки Т. определ етс как температура, при которой ток генерации .

Определение критической температуры TC пленок предлагаемым Способом рассмотрим на примере эксперименталь ного исследовани зависимости тока генерации 1 от температуры Т (см. фиг. 2).

Дл определени Т измер ют ток генерации 1 при температуре Т| и ток генерации 1 при температуре Т (см. фиг. 2), Их разность составл ет велич 1ну ЛI при разности температур йТ. Так как функци I F(T) имеет.линейный характер, то отношение uI/uT определ ет тангенс угла . наклона линии If.F(T) независимо от величины приращени ЛГ ийТ.

Тогда, учитыва , что Т наступает при Г,0 (см. фиг. 2), составл ем уравнение:

Д1

йТ

А,

(1)

-

25

где IP - ток генерации на пленке при

температуре Т

в качестве величины 1р можно использовать одно из измерений при определении М, А .

Из формулы (1) находим величину критической температуры пленки 1

+ &Т..

(2)

35

Величину Tj, с помощью такого способа Легко определить графически. Дл этого измер ют два значени 1 при температурах Т| и Т и нанос т эти точки на координатные оси в моугольной системе координат (см. фиг. 2). После этого соедин ют пр мой .. Точка пересечени этой пр мой с осью координат при вл етс значением Т,

5 Из фиг, 1 и 2 следует, что измерение тока генерации провод т на уровне долей или единиц миллиампер. Такие измерени .не представл ют сложности и значительно проще, чем измерени

50 на уровне долей микроампер (по про- тот.ипу), когда измер емые величины тока соизмеримь с .уровнем наводок или собственных шумов аппаратуры, В св зи с тем, что токова зависимость ам-

55 плитуды генерирующего сигнала весьма крута (см. фиг. 1), нет необходимости измер ть амплитуду сигнала гене- рации. В этом случае достаточно реистрировать факт существовани геерации электромагнитных колебаний ленкой.

При реализации предлагаемого способа с помощью каких-либо устройств есьма просто можно осуществить автоатизацию измерени , например, с помощью след щих систем, т.е. систем с обратной св зью. При изменении температуры исследуемой пленки така система будет поддерживать генерацию пленки, след за током 1р. Значение I Р(Т) можно записать при этом, например , с помощью двухкоординатного регистрирующего прибора.

На фиг. 2 приведены зависимости тока генерации дл тонких пленок, выполненных из олова. Зависимости 1 ОТНОСИТСЯ к узкой пленке толщиной 3500 А, длиной 86 мкм и шириной 1 Мкм; зависимость 2 соответствует пленке толщиной 570 Л, длиной 110 мкм и шириной 15 мкм, а зависимость 3 соответствует широкой пле нке толщиной 570 А, длиной А мм и шириной 60 мкм.

Пленки размещали в криостате, выполненном в виде сосуда Дьюара. В качестве источника тока генерации ис- пользовали химические аккумул торы. Генерируемый пленкой при заданной температуре Т сигнал усиливалс широ- kononocHbiM усилителем и после его детектировани записывалс на двух- коордицатном регистрирующем приборе в зависимости от тока, пропускаемого

А (отн.ед}

0.5 W .5 ОГ.МА Фиг. 1

через пленку. Из полученной эа иси- мости определ лась величина Т . Затем определ ли значени 1 при других температурах и по полученным значе- ни м 1 строили зависимость 1(1).

Claims

Формула изобретен и

Способ определени критической температуры сверхпровод щего материала пленки, заключающийс в пропускании тока через пленку, помещенную в среду с заданной температурой Т, измерении величины тока и изменении температуры среды, отличающийс тем, что, с целью повышени точности определени критической температуры и упрощени спосоРа, при измерении тока фиксируют его ве- личину If., при которой возникает генераци пленкой электромагнитных колебаний , и приращениг этой величины при изменении температуры среды, а критическую TeMtiepaTypy Т,, материала пленки определ ют по формуле

(

ьт

м,

) + т.

- ток, при котором происходит генераци пленкой электромагнитных колебаний при температуре Т;

- изменение тока 1. при изменении температуры среды на величину NT.

1,5 мк А

Фиг. 2