Рефераты Сверхпроводящие материалы в электронике. Магнитометр на СКВИДах

Вернуться в Электроника

Сверхпроводящие материалы в электронике. Магнитометр на СКВИДах
Московский государственный институт электроники и матема-тики(технический университет)Курсовая работа для представления на кафедру "Материаловедение"на тему:Магнитометры на СКВИДах. Выполнил: Подчуфаров А.И.Преподаватель: Петров В.С. Зачтено: 04.06.96ФИТ ЭП-41Москва 1996 г. Содержание:1. Сверхпроводимость. Основные параметры сверхпроводников.....32. Эффект Джозефсона.........................................................................43. Магнитометр....................................................................................54. Сверхпроводящий материал - соединение Nb3Sn...........................85. Получение джозефсоновских переходов.........................................96. Список литературы..........................................................................13 1. Сверхпроводимость. Основные параметры сверх-проводников. Явление сверхпроводимости состоит в том, что при некоторой температуре, близкой к абсолютному нулю, электросопротивление в некоторых материалах исчезает. Эта температура называется крити-ческой температурой перехода в сверхпроводящее состояние. Сверхпроводимость обнаружена более чем у 20 металлов и большого количества соединений и сплавов (Тк 23К), а также у ке-рамик (Тк > 77,4К - высокотемпературные сверхпроводники.) Сверхпроводимость материалов с Тк 23К объясняется нали-чием в веществе пар электронов, обладающих энергией Ферми, про-тивоположными спинами и импульсами (пары Купера), которые об-разуются благодаря взаимодействию электронов с колебаниями ио-нов решетки - фононами. Все пары находятся, с точки зрения кван-товой механики, в одном состоянии (они не подчиняются статистике Ферми т.к. имеют целочисленный спин) и согласованы между собой по всем физическим параметрам, то есть образуют единый сверхпроводящий конденсат. Сверхпроводимость керамик, возможно, объясняется взаимо-действием электронов с каким-либо другими квазичастицами.По взаимодействию с магнитным полем сверхпроводники де-лятся на две основные группы: сверхпроводники I и II рода.Сверхпроводники первого рода при помещении их в магнитное поле "выталкивают" последнее так, что индукция внутри сверхпроводника равна нулю (эффект Мейсснера). Напряжонность магнитного поля, при котором разрушается сверхпроводимость и поле проникает внутрь проводника, называется критическим магнитным полем Нк. У сверхпроводников второго рода существует промежуток напряженности магнитного поля Нк2 > Н > Нк1, где индукция внутри сверхпроводника меньше индукции проводника в нормальном состоянии. Нк1 - нижнее критическое поле, Нк2 - верхнее критическое поле. Н < Нк1 - индукция в сверхпроводнике второго рода равна нулю, Н > Нк2 - сверхпроводимость нарушается. Через идеальные сверхпроводники второго рода можно пропускать ток силой: (критический ток). Объясняется это тем, что поле, создаваемое током, превысит Нк1, вихревые нити, зарождающиеся на поверхности образца, под действием сил Лоренца, двигаются внутрь образца с выделением тепла, что приводит к потере сверхпроводимости. Tk, Нк1, Нк2, некоторых металлов и соединений:Вещество Тк К 0Нк1 Тл 0Нк2 ТлPb 7.2 0.55 Nb 9.2 0.13 0.27Te 7.8 V 5.3 Ta 4.4 Sn 3.7 V3Si 17.1 23.4Nb3Sn 18.2 24.5Nb3Al 18.9 Nb3Ga 20.3 34.0Nb3Ge 23.0 37.0(Y0.6Ba0.4)2CuO4 96 160 20Y1.2Ba0.3CuO4-8 102 18 при 77К 2. Эффект Джозефсона.Если два сверхпроводника соединить друг с другом "слабым" контактом, например тончайшей полоской из диэлектрика, через не-го пойдет туннельный сверхпроводящий ток, т.е. произойдет тунне-лирование сверхпроводящих куперовских пар. Благодаря этому обе системы сверхпроводников связаны между собой. Связь эта очень слаба, т.к. мала вероятность туннелирования пар даже через очень тонкий слой изолятора.Наличие связи приводит к тому, что в следствии процесса об-мена парами состояние обеих систем изменяется во времени. При этом интенсивность и направление обмена определяется разностью фаз волновых функций между системами. Если разность фаз = 1 - 2, тогда из квантовой механики следует
Добавить в Одноклассники    

 

Rambler's Top100