Методические указания к лабораторным работам Троицк 2009 (стр. 3 из 4)
4. В области задания и контроля температуры (справа от графического окна) выбрать диапазон температур в котором будут проходить измерения. Для этого установить с помощью управляющих ползунков начальное и конечное значения температуры, при которой будут выполняться измерения сопротивления:
Start - 80 К
End - 125 К
5. Выбрать из основного меню опцию SETTING, выбрать режим magnification. Установить с помощью левой кнопки мыши режим равный “2”, (в левом окошке стоит галочка). Убедиться, что в окне Current source НЕ стоит галочка (сильноточный источник отключен). Закрыть это окно.
6. Снова выбрать в основном меню команд опцию SETTING, выбрать режим LIMITS. Появится управляющее окно SET LIMITS, Рис.5.
 |
Рис.5.
7. Установить в окне SET LIMITS следующие параметры:
В области temperature:
average 1
Gate 0.075
Frozen Heater 0 или может стоять автоматически (7Е5)
В области Currents:
number 2
остальные параметры без изменений
В области Stab Temp:
StabTemp 120
Speed 0.0600 К/sec (6.0000 Е –2)
Горячие кнопки Stab Temp - активизировать горячую кнопку speed.
После этого нажать OK. Окно SET LIMITS закроется.
8. Нажать кнопку RUN в правом нижнем углу окна программы, после чего начнется измерение зависимости переменного напряжения на ВТСП переходе от температуры.
После активизации кнопки speed в нагреватель начнет поступать регулируемый ток такой величины, чтобы поддерживать указанную. скорость нагрева.. С такой скоростью нагрева система будет проходить весь диапазон температурных измерений.
Контроль за изменением температуры измерительной системы можно осуществить с помощью опции VIEW/ Temperature. После активизации данной опции появляется дополнительное окно, в котором измеряемый сигнал меняется во времени.
В основном окне программы будут автоматически высвечиваться измеренные значения. Необходимо дождаться прохождения полного цикла измерения. По окончании измерения, когда температура достигнет конечной величины в правом нижнем углу окна программы на кнопке запуска снова появиться надпись RUN. Пример результата измерения приведен на Рис.6. Время измерения ~ 20 – 40 минут.
9. После окончания измерения войти в опцию FILES, основного меню и сохранить данные на жесткий диск компьютера в формате .txt. Данные будут сохранены в виде двух колонок. В первой колонке стоят значения температуры при которой проходили измерения, во второй колонке – амплитуды измеренного переменного сигнала. Перед данными, в текстовом виде, записаны основные параметры файла.
10. Построить график зависимости сопротивления в относительных единицах от температуры. Из графика определить температуру перехода в сверхпроводящее состояние Тс и ширину DТ температурного перехода. Построение графика по данным сохраненного файла осуществляется в любом из графических редакторов.
 |
Рис.6.
Лабораторная работа №3.
Измерение критического тока ВТСП мостика.
Режим измерений аналогичен лабораторной работе №1, но в нем используется сильноточный источник. При работе в данном режиме необходимо строго следовать инструкции и после проведения измерений отключить источник от исследуемого образца в соответствии с данным описанием.
1. Подготовить измерительный комплекс к работе согласно пп.1- 12.. Убедиться, что исследуемый образец находится ниже критической температуры, например, по ранее измеренным кривым R(T).
2. Выбрать в верхней строке меню опцию MODE, в ней выбрать режим DC V-I (T-const). При этом в правом нижнем углу появятся ползунки управления параметров измерительной системы.
3. Выбрать из основного меню опцию SETTING, выбрать режим magnification. Выбрать сильноточный источник, для чего поставить в области Current source галочку. Значение в области Magnification оставить без изменений. Закрыть это окно.
4. Снова выбрать в основном меню команд опцию SETTING, и войти в режим LIMITS. В управляющем окне SET LIMITS установить следующие параметры:
В области temperature:
оставить параметры без изменений
В области Currents:
number 2
Start current установить стартовый ток = 0 !!!
End current установить максимальное значение тока –630 мA. Если установить больше, например 1000 mA, то программа установит – 630 mA.
Step current выбрать шаг изменения тока ~ 10 мА
AC current 0
Горячие кнопки Stab Temp - активизировать горячую кнопку Non.
После этого нажать OK. Окно SET LIMITS закроется.
5. Отключить слаботочный источник тока на передней панели измерительного блока (должен погаснуть красный светодиод).
6. На предусилителе соединить между собой разъемы Hc и Ic с помощью отрезка кабеля вставленного в разъем Ic.
7. Нажать кнопку RUN в правом нижнем углу окна программы, после чего начнется измерение зависимости постоянного выходного напряжения на переходе от протекающего тока. В точке перехода образца в сверхпроводящее состояние произойдет скачкообразное изменение напряжения на переходе, при котором сигнал доходит до максимального уровня АЦП, измерения прерываются, а прикладываемый ток сбрасывается до нуля. Значение тока в скачке напряжения соответствует величине критического тока сверхпроводника при данной температуре.
8. После окончания измерения в основном окне программы будет отображаться Вольт-Амперная характеристика исследуемого образца. Для сохранения данных необходимо войти в опцию FILES/save/ основного меню, и сохранить данные на жесткий диск компьютера в формате **.txt.
9. При проведении измерений величины критического тока при другой температуре необходимо изменить температуру и повторить измерения. Изменение температуры можно осуществить двумя способами в соответствии с пп 8-11 Лабораторной работы №1.
10. После окончания работы отключить соединительный кабель на предусилителе от разъема «Hc» и отключить в программе (опция SETTING, режим magnification) сильноточный источник, для чего удалить в области Current source галочку.
11. По измеренным данным оценить величину критического тока ВТСП мостика при разных температурах. Оценить плотность критического тока ВТСП мостика при условии, что ширина перехода равна __________, а толщина мостика равна _______________.
Лабораторная работа № 4.
Измерение температурной зависимости относительной магнитной восприимчивости ВТСП пленок.
При данных измерениях в качестве исследуемого образца используется тонкая ВТСП пленка или ВТСП лента. Для измерения сигнала пропорционального магнитной восприимчивости используется индукционный метод с возбуждающей и приемной катушками.
1. Вставить в измерительную систему образец с ВТСП пленкой и подготовить комплекс к измерениям в соответствии с пп 1-12.
2. Выбрать в верхней строке меню опцию MODE, в ней выбрать режим AC R-T (M-T). При этом в правом нижнем углу появятся ползунки управления параметров измерительной системы.
3. Установить ползунок ACcurrent (microAmper) в максимальное правое положение (в окошке текущего значения установится величина = 3000 мкА). При этом в возбуждающую катушку будет задаваться ток переменной частоты 1 кГц и указанной амплитуды.
4. В области задания и контроля температуры (справа от графического окна) выбрать диапазон температур в котором будут проходить измерения. Для этого установить с помощью управляющих ползунков начальное и конечное значения температуры, при которой будут выполняться измерения сопротивления:
Start - 80 К
End - 125 К
5. Выбрать из основного меню опцию SETTING, выбрать режим magnification. Установить с помощью левой кнопки мыши режим равный “0”, (в окошках нет галочек). Закрыть это окно.
6.
 |
Снова выбрать в основном меню команд опцию SETTING, режим LIMITS. Появится управляющее окно SET LIMITS, Рис.7.
Рис.7.
7. Установить следующие параметры:
В области temperature:
average 1
Gate 0.075
Frozen Heater 0 или может стоять автоматически (7Е5)
В области Currents:
number 2
остальные параметры без изменений
В области Stab Temp:
StabTemp 120
Speed 0.0600 К/sec
Горячие кнопки Stab Temp - активизировать горячую кнопку speed.
После этого нажать OK. Окно SET LIMITS закроется.
8. Нажать кнопку RUN в правом нижнем углу окна программы, после чего начнется измерение сигнала приемной катушки пропорционального магнитной восприимчивости ВТСП пленки от температуры.
После активизации кнопки speed в нагреватель начнет поступать регулируемый ток такой величины, чтобы поддерживать указанную скорость нагрева.. С такой скоростью будет проходиться весь диапазон температурных измерений.
Контроль изменения температуры измерительной системы можно осуществить в опции VIEW/ Temperature, после активизации которого появляется дополнительное окно, в котором измеряемая температура меняется во времени.
В основном окне программы будут автоматически высвечиваться измеренные значения. Необходимо дождаться прохождения полного цикла измерения. По окончании измерения, когда температура достигнет конечной величины в правом нижнем углу окна программы на кнопке запуска снова появиться надпись RUN. Пример результата измерения приведен на Рис.8.