Способ анализа сверхпроводящих материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 Е РЕ ВТОРСКОМУ С ТЕЛЬС ики ия: с ЬЭ ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗО(71) Ленинградский государственный университет(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ(57) Использование: в области фиэсверхпроводников, Сущность изобретен Изобретение относится к области физики сверхпроводников и может быть использовано для анализа материалов на сверхпроводимость (СП).Цель изобретения - увеличение экспрессности анализа за счет повышения информативности способа в отношении свойств сверхпроводников при Т Тс.Поставленная цель достигается тем, что образец размещают в пучности магнитногополя СВЧ-реэонатора;, в качестве характеристики резонатора с образцом измеряют поглощение СВЧ-мощности от времени, измерения проводят на резонансной частоте прецессии квазисвободного электронного спина, регистрируют релаксационную кривую поглощения СВЧ-мощности для резонатора с образцом при инерционном охлаждении последнего и при наличии локального минимума на регистрируемой кривой устанавливают СП-состояние мате 18053 б 2 А 1 согласно способу образец помещают в СВЧ- резонатор, фиксируя его в пучности магнитного поля, воздействуют на образец переменным электромагнитным полем на частоте прецессии электронного спина, одновременно образец охлаждают до криогенных температур, измеряют изменение поглощения СВЧ-мощности резонатора с образцом от времени при охлаждении образца и регистрируют кривую поглощения СВЧ-мощности резонатора с образцом. При наличии минимума на регистрируемой кривой устанавливают СП-состояние материала образца , ил,риала, а инвервал времени между точками, в которых производная функции поглощения СВЧ-мощности обращается в нуль и лежащими по разные стороны минимума, отождествляют со временем перехода материала в СП-состояние.Способ осуществляют следующим образом.Образец помещают в ампулу, снабженную ограничителем, устанавливают в охлаждающую среду, помещенную в сосуде. Ампулу с оболочкой помещают в резонатор, так, чтобы ось ампулы совпала с осью магнитного поля. Резонатор с образцом возбуждают электромагнитным полем на частоте прецессии квазисвободного электронного спина (9,26 ГГц). С помощью панорманого прибора (Р 2 - 44) в комплекте с аттенюатором (АВЛ-Д 5-5) измеряют мощность 0 сигнала, проходящего через резонатор с образцом, и предварительноизмеряют эту мощность в отсутствии образца-. Изменение температуры образцаинерционное, при охлаждении его в сосуде Дьюара. Измерения мощности СВЧсигнала проводят в течение всего циклаохлаждениЕ образца и регистрируют релаксационную кривую. тепловых потерь в резонаторе с образцом, фиксируя ее самописцем и по виду кривой устанавливают характеристики СП-состояния в материале.П р и м е р 1, Исследовали сверхпроводимость образца иттриевой керамики, проявившей СП-свойства по даннымизмерений проводимости по постоянному 10 току. Параметры СП-состояния Те=92 К, ЬТ=1 К. Объем порошка керамики 4,2+0,001 мм поместили в ампулу из молибденового стекла (диаметр ампулы 0=2,74+0,01 мм) и установили ампулу в сосуде со сжиженным.азотом (77 К) в пуч ность магнитного поля СВЧ-резонатора, центрируя ось ампулы по оси резонатора. Возбудили резонатор на частоте прецессии квазисвободного электронного спина (9,26 ГГц), скорость развертки электромагнитно го поля 2 см/с. Измеряли мощность сигнала, прошедшего резонатор с образцом, Результаты измерений приведены на чертеже (кривая 1). Изменение тепловых потерь резонатора с образцом представляет 30 собой кривую, которая обнаруживает локальный минимум, уменьшаясь от начальной амплитуды сигнала Рнач до минимальногО значения Рин, а затем возрастает до предельного значения Рксм. Ре гистрируют нормированную кривую Р/Ро, где Ро - амплитуда поглощения сигнала пустого. резонатора, Минимум кривой приходйтся на температуру в области Тс,П р и м е р 2, Тот же образец, что в 40 примере 1, прогревали для потери СП- свойств вещества. После этого его поместили в те же условия, что и при исследовании первого образца и снимали релаксационную кривую тепловых потерь резонатора с 45 образцом путем регистрации изменения мощности сигнала, прошедшего через резонатор, как в примере 1. Результат приведен на чертеже (кривая 2), из которой видно, что зависимость приобрела качественно иной характер с исчезновением локального минимума после падения добротности на начальном участке. В данном случае говорить о СП-свойствах вещества не представляется возможным.П р и м е р 3. Исследовали поглощение порошка металлической меди того же бъема и в тех же условиях что и в примерах 1 и 2. Как видно из чертежа (кривая 3) амплитуда сигнала поглощаения в процессе охлаждения образца практически не меняется.Технико-зкономическая эффективность предлагаемого способа по сравнению с прототипом заключается в повышении экспрессности анализа за счет отказа от процедуры термостатирования образца и вывода его из схемы СВЧ-резонатора вследствие релаксационного характера измеряемой характеристики, обнаруживающей возможность материала к переходу в СП-состояние уже при температуре выше критической,формула изобретения Способ анализа сверхпроводящих материалов, включающий воздействие на исследуемый образец, помещенный в. СВЧ-резонаторе в пучности, магнитной составляющей, переменным электромагнитным полем, изменение температуры образца от комнатной до 77 К, измерение характеристики СВЧ-резонатора с образцом,отл ича ю щи йс я тем,что, с целью повышения экспрессности анализа сверхпроводящих материалов с температурой перехода в сврехпроводящее (СП) состояние выше 77 К, на исследуемый образец воздействуют переменным электромагнитным полем, частота которого равна частоте прецессии электронного спина, температуру образца изменяют инерционно, регистрируют поглощение СВЧ-мощности при охлаждении, 0 по резонансному характеру регистрируемой кривой судят о СП-состоянии материала.1805362 Составитель Т. ЕрмолаевТехред М,Моргентал ректор С Патрушева Л. Народна Ре и ГКНТ СССР тельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 10 оизводствен Заказ 938 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, Ж