Способ определения критической температуры сверхпроводящего материала пленки

СООЗ СОВЕТСКИХиуиЛ удцщРЕСПУБЛИК 09) ОИ 0(5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСИОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ титут ни нцлау,ня нио- МеталМ.ие высороводя" в КЭТФНЭТФ,ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Физико-технический инских температур АН УССР(56) Сверхпроводящие соединебий-олово. Перевод с англ. Млургия, 1970, с, 90,Чурилов Г.Е., Дмитриев В.и Бескорсый А.П. Генерированкочастотных колебаний сверхпщими пленками олова. Письма1969,10, с, 231-233,Анцроцкпй В.П., ГубанковЛихарев К.К. и Павлов Н,Б70, 1976, с. 293.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТИЧЕСКОЙТЕМПЕРАТУРЫ СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО МАТЕРИАЛА ПЛЕНКИ(57) Изобретение относится к темпе"ратурным измерениям н позволяет, повысить точность определения критическойтемпературы и упростить .способ. Измеряют ток генерации пленкой электромагнитных волн по крайней мере придвух значениях температуры. Критическую температуру материала пленки опре 1,еляют из определенного выражения.Измерение тока генерации проводят науровне, несоизмеримом с уровнем наводок или собственных шумов аппаратуры. В связи с большой крутизной токо-вой зависимости амн 1 штуды генерирующего сигнала отпала необходимость измерять амплитуду сигнала генерации.2 ил.1306290 1 г . 61Т -Т ДТ 1Изобретение касается температурных измерений и может использоватьсядля измерения критической температуры тонких пленок сверхпроводников,Цель изобретения - повышение точности определения критической температуры и упрощение способа путемуменьшения влияния на результат измерения шумов измерительной аппаратуры и электрических наводокНа фиг. 1 представлена зависимостьамплитуды генерируемого пленкой .сигнала от тока, пропускаемого черезпленку (в относительных единицах);на фиг. 2 - зависимость тока, при котором имеет место генерация электро-,магнитных колебаний, от температурыдля узкой пленки (кривая 1), дляпленки промежуточной ширины (кривая. 2) и для широкой пленки (кривая 3).С помощью предлагаемого способакритическую температуру тонких пленок определяют следующим способом.В области промежуточных температур при определенном значение протеокающего по пленке постоянного тока1 (йазовем его током генерации) напленке возникают электромагнитные.колебания метрового диапазона длинволн,Определение критической температуры Тс пленок предлагаемым способомрассмотрим на примере экспериментального исследования зависимости токагенерации 1 от температуры Т (см.фиг. 2).Для определения Т измеряют токгенерации 1 нри темйературе Т иток генерацйи 1 д при температуре Т(см. фнг. 2). Их разность составляет величину д 1 при разности температур ЬТ. Так как функция 1 Р(Т)имеет. линейный характер, то отношение 61/ДТ определяет тангенс. угланаклона линии 1 =Р(Т) независимоот величины приращения дТ и дТ,Тогда, учитывая, что Т наступасет при 1,=0 (см. фиг. 2), составляем уравнение:20 где 1 Г - тОК гЕНерации на ПленКЕ ПрИтемпературе Тв качестве величины 1 можно использовать одно из измерений при опредеД 1.ленни Д 1 А = - .ДТИз формулы (1) находим величину критической температуры пленки ТВ результате экспериментального исследования генерации электромагнитных колебаний.сверхпроводящими пленками были получены следуюцие основные результаты, использование кото" рых приводит к достижению положительного эффекта;генерация электромагнитных колебаний наступает в промежуточном состоянии пленки, где ток генераций значителен (порядка миллиампер, см. фиг. 1);зависимость амплитуды генерируемого сигнала от тока генерации имеет высокую крутизну, а генерацию происходит в узком токовом диапазоне(см. фиг. 1)4зависимость тока генерации от температуры ичеет линейный характер, при этом критическая температура пленки Т определяется как температу" ра с нулевым значением тока генера- ции (см. фиг. 2). При этом независимо от параметров пленки Тс опредепяетсл как температура, при которой ток генерации 1=0. Т =1 /А + йТ. (2) 35 Величину Т. с помощью такого способа легко определить графическиДля этого измеряют два значения 1при температурах Т, и Т 2 и наносятэти точки на координатные оси в пря- О моугольной системе координат (см.фиг. 2), После этого соединяют прямой, Точка пересечения этой прямой сосью координат при 1 =0 является знаГчением ТИз фиг. 1 и 2 следует, что измерение тока генерации проводят на уровнедолей или единиц миллиампер. Такиеизмерения .не представляют сложностии значительно проще, чем измерения 50 на уровне долей микроампер (по прототипу), когда измеряемые величинытока соизмеримы с,уровнем наводок илисобственных шумов аппаратуры. В свя. зи с тем, что токовая зависимость ам плитуды генерирующего сигнала весьмакрутая (см. фиг. 1), нет необходимости измерять амплитуду сигнала генерации. В этом случае достаточно ре 3 13062 гистрировать факт существования ге" нерации электромагнитных колебаний пленкой.При реализации предлагаемого способа с помощью каких"либо устройств весьма просто можно осуществить автоматизацию измерения, например, с помощью следящих систем, т.е. систем с обратной связью. При изменении температуры. исследуемой пленки такая 10 система будет поддерживать генерацию пленки, следя эа током 1. Значение 1 Г(Т) можно записать при этом, например, с помощью двухкоординатного регистрирующего прибора. 15На фиг. 2 приведены зависимости тока генерации для тонких пленок, выполненных из олова. Зависимостб 1 . отностся к узкой пленке толщиной 3500 А, длиной 8 б мкм и шириной 20 1 мкм; зависимость 2 соответствует пленке толщиной 570 1, длиной 110 мкм и шириной 15 мкм, а зависимость 3 соответствует широкой пленке толщиной 570 1, длиной 4 мм и шириной 60 мкм.Пленки размещали в криостате, выполненном в виде сосуда Дьюара. В качестве источника тока генерации ис.пользовали химические аккумуляторы. Генерируемый пленкой при заданной 30 температуре Т сигнал усиливался широКополосным усилителем и после его детектирования записывался на двух- координатном регистрирующем приборе в зависимости от тока, пропускаемого 35 90 4через пленку. Иэ полученной эаансимости определялась величина 1 . Затем определяли значения 1 при других температурах и по полученным значениям 1 строили зависимость 1(Т).Формула изобретенияСпособ определения критической температуры сверхпроводящего материала пленки, заключающийся в пропускании тока через пленку, помещенную в среду с заданной температурой Т, измерении величины тока и изменении температуры среды, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения критической температуры и упрощения способа, при измерении тока фиксируют его величину 1 г, при которой возникает ге-нерация пленкой электромагнитных колебаний, и приращениг этой величины при изменении температуры среды, а критическую температуру Тс материала пленки определяют по формулес г ь 1где 1 - ток, прп котором происходитгенерация пленкой электромагнитных колебаний при температуре Т;Ь 1 - изменение тока 1 при изменении температуры среды навеличину ьТ1306290 кг Составитель В. Куликовр Техред И.Попович Корректор Л. Патай едактор А Заказ Подписноеенного комитета СССРтоний и открытий5, Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Уагород, ул. Проектная,356,Тираж 51 ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, Ж-З