Методические указания к лабораторным работам Троицк 2009 (стр. 4 из 4)

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 будут указаны значения текущей температуры. Во второй колонке – величины измеряемого магнитного сигнала. Перед данными, в текстовом виде, записаны основные параметры файла. Время измерения ~20 – 40 минут.

10. Построение графика осуществляется в любом из графических редакторов.

Рис.8.

Лабораторная работа № 5.

Измерение критического магнитного поля ВТСП пленки.

Данный режим измерений предназначен для исследований ВТСП пленок. Для измерения сигнала пропорционального относительной магнитной восприимчивости используется индукционный метод с возбуждающей и приемной катушками. Для задания магнитного поля используется дополнительная полевая катушка которая перед измерениями закрепляется на криогенной штанге.

1. Перед охлаждением штанги закрепить на нижнем конце штанги катушку задания магнитного поля, для чего поднять штатив подъемного механизма максимально вверх и зафиксировать его в этом положении стопорным винтом. Вставить штангу в подъемный механизм, установить и зафиксировать ее с помощью зажимного винта. Подсоединить кабель штанги к разъему предусилителя. Закрепить на нижнем конце штанги на трении катушку задания магнитного поля, развернув ее таким образом, чтобы она создавала магнитное поле перпендикулярное плоскости образца.
2. Медленно охладить штангу в криостате с жидким азотом для чего, вращая ручку подъемного механизма, медленно, с перерывом в движениях, опустить штангу в криостат с жидким азотом до касания штанги дна криостата. При охлаждении штанги с катушкой время охлаждения увеличивается. (20 – 25 мин).
3. Подготовить комплекс к работе согласно пп.6-12. Убедиться, что исследуемый образец находится ниже критической температуры, например, по ранее измеренной кривой М(T).
4. Зафиксировать температуру аналогично пп 8-11 Лабораторной работы №1.
5. Выбрать в верхней строке меню опцию MODE, в ней выбрать режим AC (R-I) (M-H) T-const. При этом в правом нижнем углу появятся ползунки управления параметров измерительной системы.
6. Выбрать из основного меню опцию SETTING, выбрать режим magnification. Выбрать сильноточный источник, для чего поставить в области Current source галочку. Так же установить с помощью левой кнопки мыши в области Magnification коэффициент усиления равный “0”, (в окошках нет галочек). Закрыть это окно.
7. Снова выбрать в основном меню команд опцию SETTING, и войти в режим LIMITS. В управляющем окне SET LIMITS установить следующие параметры:
8. 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 mA

Step current выбрать шаг изменения тока ~ 10 мА

AC current 0

Горячие кнопки Stab Temp - активизировать горячую кнопку Non (в случае выбора ручного режима стабилизации температуры). После этого нажать OK. Окно SET LIMITS закроется.

1. На предусилителе подсоединить к разъему H_c кабель катушки магнитного поля выходящий из криостата.
2. Нажать кнопку RUN в правом нижнем углу окна программы, после чего начнется измерение зависимости величины переменного сигнала от воздействующего магнитного поля. В точке перехода образца в нормальное состояние произойдет увеличение сигнала приемной катушки. Значение тока в области увеличения напряжения определяет величину критического магнитного поля сверхпроводника при данной температуре.
3. По окончанию измерений в основном окне программы будет отображаться Вольт-полевая характеристика исследуемого образца. Для данной катушки коэффициент преобразования ток магнитное поле составляет 100Э/100 мА.
4. Для повторных измерений при другой температуре необходимо изменить температуру и повторить измерения. Изменение температуры можно осуществить двумя способами в соответствии с пп 8-11 Лабораторной работы №1.
5. После окончания работы отключить разъем катушки магнитного поля от предусилителя и отключить в программе (опция SETTING, режим magnification) сильноточный источник, для чего удалить в области Current source галочку.
6. По измеренным данным оценить величину критического магнитного поля при разных температурах с учетом коэффициента п.11.

Литература

1. Шмидт В.В. Введение в физику сверхпроводников. М.: Изд-во МЦНМО, 2000.

2. Гудошников С.А., Скомаровский В.С. Практикум по основам сверхпроводниковой электроники. ПФВШ, 2005.

3. Химия оксидных сверхпроводников. Под ред. Ч. Н. Р. Рао. 1993 г.

4. Ильичев В. И. Высокотемпературная сверхпроводимость керамических систем. 1992 г.

5. Физические свойства высокотемпературных сверхпроводников. Под редакцией Д.М. Гинзберга. Мю Мир, 1990 г.

6. Мнеян М.Г. Сверхпроводники в современном мире. 1991 г.

7. Лихарев К. К., Ульрих Б.Т. Системы с джозефсоновскими контактами. Изд-во Моск. ун-та, 1978.

8. Кларк Дж. Принципы действия и применение СКВИДов // ТИИЭР, 1989, Т. 77, N 8, С. 118-137.

Контрольные вопросы

1. Каковы основные свойства сверхпроводников?

2. Что такое ВТСП-структуры? Приведите примеры.

3. Объясните назначение отдельных составных частей установки.

4. Как определяют Тс и ∆Т?

5. Что определяет Тс?

6. Что такое четырехзондовый метод измерений.

7. Как определяют Ic и Rn?

8. В чем заключается эффект Мейснера?

9. Объясните принцип работы установки по измерению Тс.

10. Как определяют Iс = f(Т)?