Сторінка
10

Дослідження ВТНП-плівок

де Rsm, Rsc - поверхневий опір метала і надпровідника відповідно;

r01=3.832;

a, b - геометричні коефіцієнти, які залежать від форми.

Із виразу (2.3.3) можна отримать

(2.3.4)

де Qm - власна добротність резонатора ,виконаного цілком із нормального метала;

В - коефіцієнт геометрії і частоти резонатора.

Виразимо Rsc із (2.3.4)

(2.3.5)

де Qс - власна добротність резонатора, виконаного із нормального метала, при заміні його робочої поверхні зразком досліджуваного надпровідника.

Таким чином, для вимірювання поверхневого опору зразка ВТНП необхідно спочатку виконати калібровочні вимірювання поверхневого опору міді ( визначити температурний хід Qm i Rsm ), а потім, вимірюючи температрний хід добротності резонатора з зразком ВТНП, визначити величину Rsc.

Розділ 3. Установка.

3.1.Блок-схема установки.

Блок-схема експерементальної установки представлена на рис.3.1.1. Сигнал з НВЧ-генератора (1) поступає на 2-Т міст (2), з якого частина сигналу йде на детектор (3) системи АРП (автоматичне регулювання потужності), причому на один із входів АРП подється продетектований НВЧ сигнал, а з виходу НВЧ-генератора на другий вхід системи АРП подається опорний сигнал, який визначає рівень потужності.

Інша частина сигналу з виходу 2-Т моста (2) подається на направлений відгалуджувач (4) і навантаження (7). З направленого відгалуджувача (4) сигнал поступає на частотомір РЧЗ-72 (5).

Основний сигнал з виходу 2-Т моста (2) через поляризаційний атенюатор (7) поступає до кріоблоку ( кріостат ). Крiостат являє собою вiдкачуваний вакумний сосуд, в якому розташованi два коаксiальнi баки.

Зовнiшнiй бак , в якому знаходиться рiдкий азот, служить екраном, який зменшуе витрати гелiю, який знаходиться у внутрiшньому бацi , за рахунок нагрiву випромiнюванням. Зв'язок резонатора з зовнiшнiм колом забезпечувався хвилеводним трактом (рис3.1.2.). В кріостаті розташованй вимірювальний резонатор - (8), який призначений для вимірювання поверхневого опору Rs (рис3.1.2.). Резонатор знаходиться в середині надпровідного магніта, підключеного до блоку живлення (9).

З виходу вимірювального резонатора (8) сигнал надходить до модулятора (10) і після модуляції, через детектор (11), сигнал поступає на нановольтметр (12), який використовується для виміру частоти сигналу, який пройшов через вимірювальний резонатор (8). Нановольтметр працює в режимі синхронной модуляції, для цього одночасно через детектор (11) і з виходу НЧ-генератора (13) подаються сигнали на вхід нановольтметра. З виходу нановольтметра сигнал через блок підсилення (14) подається на вхід осцилографа (15).

Для стабілізації температури в схемі установки використовується електронна система стабілізації низьких температури ( ЕСНТ ) (18), до якої входять: датчик температури, датчик стабілізації температури, нагрівач (рис.3.1.2.).

В ходi експерименту вимiрюється напiвширина резонансноi лiнiї резонатора, як iз зразком ВТНП, так i при замiщеннi його еталонним мiдним зразком в залежностi вiд температури.

3.2. Надпровідний магніт.

В даній установці надпровідний магніт являє собою конструкцію, яка складається з двох магнітів: основного і вставки ( рис.3.2.2 ), що дало нам змогу отримати більше значення напруженості зовнішнього магнітного поля.

Надпровідний магніт виготовлено з ніобій - тітанової проволоки, яка при Т=4,2К переходить в надпровідний стан, корпус магніта було виготовлено з алюмінію.

Схема включення магніта показана на рис.3.2.2 Схема складається з джерела живлення надпровідного магніта, опору, амперметра і системи двох послідовно підключених магнітів. Опір служить для розсіювання енергії, , для того, щоб, у випадку переходу з надпровідного стану в нормальний, вберегти джерело живлення від пошкодження.

При заливці магнітів рідким гелієм було отримано слідуючі результати вимірювань критичних струмів магнітів:

- магніт - вставка: 16,8 А;

- основний магніт: 14,4 А;

- два послідовно з’єднані магніти: 15,3 А.

Ці значення критичних струмів і попередні вимірювання магнітної індукції приладом Ш1-7 дали змогу визначити максимальні значення величин магнітних полів для всіх магнітів:

- магніт - вставка: 4.6 кЕрст;

- основний магніт: 39 кЕрст;

- два послідовно з’єднані магніти: 46 кЕрст.



