Фильтры, запоминающие, оптоэлектронные и другие устройства - 58 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ЮФУ | Ростов-на-Дону

Составители: 

Рубрика: 

4. КРИОЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА
4.1. Сверхпроводниковые материалы и их свойства
Криоэлектроника использует эффект скачкообразного уменьшения
сопротивления ряда материалов и сплавов при охлаждении до температур,
близких к абсолютному нулю. Это явление называется сверхпроводимостью.
Зависимость сопротивления от температуры имеет скачок сопротивления при
Т=Т
кр.
(рис. 4.1.) Для получения явления сверхпроводимости необходимо
охладить образец до Т
охл
, причем Т
охл
<Т
кр
. Перепад сопротивления достигает
10
12
. Для металлов, не обладающих сверхпроводимостью (Cu, Ag, Au…)
перепад сопротивления достигает только 10
2
-10
3
. Эти материалы называются
криопроводниками.
Известно 24 элемента, являющихся сверхпроводниками, и большое
количество соединений и сплавов: технеций (Т
кр
=8,22k), Nb(9,22k), P(7,22k),
Bi(6k), V(5,1k), Ta(4,4k), La(4,8k), Hg(4,15k), Sn(3,73k), In(3,37k), Tl(2,28k),
To(1,39k), Al(1,2k), Ga(1,1k), Re(1,0k), Zn(0,91k), U(0,8k), Oc(0,71k), Zr(0,7k),
Cd(0,56k), Ru(0,47k), Ti(0,4k), Hf(0,38k), Fe(4,2k), Nb-Zr(9k), Nb-Ti(8-10k),
Nb
3
Sn(18k), Nb
3
Al
1-x
Ge
x
(20k), Nb
3
Ga(20k), Nb
3
Ge(23,2k), V
3
Ga(14,5k),
V
3
Si(17k), Nb
x
Mo
6
S
8
(10-14k), LiTi
2
O
4
(10k), BaPbO
3
(10k), La
2-x
Sr
x
CuO
4
(40k),
керамика Yba
2
Cu
3
O
9-y
(102k).
Имеются сообщения о резких перепадах сопротивления у керамики
при (230-250)К и даже при комнатной температуре, но эти перепады
нестабильны.
Охлаждение материалов осуществляется с помощью жидкого гелия (до
2,5К), жидкого водорода (до 21К), жидкого неона (до 28К), жидкого азота (до
78К), жидкого кислорода (до 90К).
В сверхпроводниках наблюдается явление выталкивания магнитного
поля, скачок удельной теплоемкости, изменение объема и полное отсутствие
поглощения ультразвука.
Свойства сверхпроводников меняются под влиянием магнитного поля,
механических напряжений, частоты приложенного поля, напряженности
электрического поля.
Переход из нормального состояния в сверхпроводящее происходит без
изменения кристаллической решетки. Наиболее сильно на сверхпроводники
влияет магнитное поле.
При увеличении напряженности магнитного поля до достаточной
величины сверхпроводимость нарушается. Чем ближе при этом температура
к Т
кр
, тем при меньших напряженностях магнитного поля происходит
разрушение сверхпроводимости. С другой стороны, за счет снижения
температуры можно компенсировать разрушающее действие магнитного
поля. Типовая зависимость напряженностей магнитного поля, при которых
нарушается состояние сверхпроводимости, показана на рис. 4.2. Эта кривая
приближенно аппроксимируется уравнением:
58

Страницы