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.
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:
1. магніт - вставка: 16,8 А;
2. основний магніт: 14,4 А;
3. 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:
4. магніт - вставка: 4.6 кЕрст;
5. основний магніт: 39 кЕрст;
- два послідовно
з’єднані магніти: 46 кЕрст.
?? ????®? ®?????® ??©?????? ??™????? ????? ????™?®??? ???™????
???S?????? ™?? ??©?????©? ???? ???.3.2.2..
???.3.2.1. ???S?????? ??©?????©? ???? ? ®?™ ?????? " ® ??™???®?™????
??©????
Вставка
Основний магніт
???.3.2.2. ??S?? ??™????S??? ??™???®?™??©? ??©????.
3.3. Прохідний мідний резонатор.
При розробці установки були розроблені резонатори (рис3.3.1)
принципово однакові за конструкцією, але з різним способом збудження
коливань:
1) вхідний і вихідний хвилеводи співторкаються широкими стінками
2) вхідний і вихідний хвилеводи співторкаються вузькими стінками
А) візуалізація полів у резонаторі.
В першому випадку при знятті з резонатора мідного навантаження
коливання в резонаторі не зникали, що свідчило про збудження коливальної
моди не Н011 типу.
Структура поля Схема
резонатора
Рис.3.3.1.Прохідний мідний резонатор
В другому випадку коливання зникали,що характерно для потрібної нам
моди Н011, але необхідно було це обгрунтувати.Для цього була створена
установка візуалізації полів у резонаторі, по методу пробного тіла,
описаного в пункті 2.2.Схема пристрою представлена на рис.3.3.2
Пристрій переміщення
Резонатор
Генератор
Нановольтметр
Рис.3.3.2. Блок - схема установки по візуалізації полів у
резонаторі.
Зонд, що являє собою селенову сферу діаметром 0.2мм, підвішену на
нейлоновій нитці, розташований між об’ємом резонатора і мідним
навантаженням. Пересуваючи зонд над резонатором з кроком 03мм, ми знімали
падіння амплітуди електричного поля нановольтметром.
Е
х
Рис.3.3.3.Розподіл поля у резонаторі
На рис.3.3.3. Представлений розподіл поля у резонаторі , що дає нам
змогу стверджувати, що в нашому резонаторі збуджується коливальна мода
Н011.
Б) вимірювання добротності резонатора
Спосiб вимiрювання напiвширини резонансноi лiнiї полягає у наступному
( рис.3.3.4 ). Сигнал з генератора НВЧ надходить на резонатор (рис 3.3.1)
через атенюатор . За допомогою атенюатора виставляється рiвень затухання
сигналу -3дБ. Перестроюючи частоту генератора, досягається спiвпадання
резонасноi частоти резонатора з частотою генератора, яке фiксується по
максимальному вiдхиленню стрiлки нановольтметра . Пiсля цього рiвень
затухання зменшується до 0 дБ, i, перестроюючи частоту генератора спочатку
на один, а потiм на другий схил резонансноi кривоi, встановлювалися
частотнi вiдмiтки f1 i f2 на рiвнi 0,5 потужностi.
По одержаним даним розраховувалося значення власної добротностi
резонатора.
| |[pic] |
| | |
| | |
| | |
|[pic] | |
Рис. 3.3.4. Вимірювання власної добротності резонатора.
Вимірювання власної добротності резонатора проводилося при різних
діаметрах отворів зв’язку (0.5мм, 0.7мм, 0.9мм ).Експеримент показав, що
максимальне значення добротності отримується при встановленні діафрагми з
отворами зв’язку діаметром 0.5мм.
Висновки.
1. Проведений огляд літератури на тему кваліфікаційної бакалаврської
роботи «Установка для дослідження властивостей ВТНП у сильних
магнітних полях ».
2. Проведено ознайомлення з структурною схемою майбутньої установки по
дослідженню поверхневого імпедансу високотемпературних
надпровідників.
3. Перевірений кріостат для проведення низькотемпературних досліджень
поверхневого імпедансу плівок ВТНП:
а) перевірена схема регулювання захолодження надпровідного
магніта до температури рідкого азоту.
б) перевірена схема індикації рівня рідкого гелію в кріостаті.
в) проведено відкачування вакуумної порожнини кріостата для
перевірки готовності кріостата до монтажу інших елементів схеми
в кріостаті.
4.
Література.
1. Шмидт В.В., Введение в физику сверхпроводников, М.: Наука, 1982
2. Сивухин Д.В. Общий курс физики.Электричество.-Москва: Наука, 1983,
с.332-343.
3. Менде Ф.Ф., Спицын А.И. Поверхностный импеданс сверхпроводников.- Киев:
Наук. думка, 1985, 240с.
4. Менде Ф.Ф., Бондаренко Н.Н.,Трубицын А.В. Сверхпроводящие и охлаждаемые
резонансные системы.-Киев:Наукова думка,1976,272с.
5. Высокотемпературная сверхпроводимость. Фундаментальные и прикладные
исследования. Под ред. проф. Киселева А. А.- Ленинград:
Машиностроение, 1990, с.7-60
6. Ван Дузер Т., Тернер Ч.У. Физические основы сверхпро водниковых
устройств и цепей.- Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1984, 344с.
6. Гольдштейн Л.Д., Зернов Н.В. Электромагнытные поля и волны., М.:
Сов.радио, 1971.
6. Coffe, J.R. Clem, Phys. Rev. Latt. , 1991, v.67, 386p.
7. Головашкин А.И. и др. СВЧ свойства высокотемпературных сверхпровдников и
использование их для резонансных устройств.- Препринт N217, Москва: ФИАН,
1988, 41с.
6. Лихарев К.К., Черноплеков Н.А. Перспективы практического применения
высокотемпературной сверхпроводимости.- Ж.Всес. хим. о-ва
им.Менделеева,., т.34., N 4, 1989, с.446-450.
11.Валитов Р.А.,Дюбко С.Ф.,Камышан В.В.,Шейко В.П. ЖЭиТФ, 1964, т.47,№4,
с.1173-1177
12. Вендик О.Г.. Письма в ЖТФ, 1989, т. 15, №8, с.72.
12. Вендик О.Г.. Письма в ЖТФ,1988, т. 14, №12, с.1098.
13. Киттель Ч.. Введение в физику твердого тела. М.: Наука, 1978.-792с.
14. Вендик О.Г.. Сверхпроводимость: физика, химия, техника. 1990, т.3, №10,
с. 2133.
15. Буккель В.. Сверхпродимость. М.: Мир,1975, с. 179-185, 193-199.
16. Давыдов А.С.. Высокотемпературная сверхпроводимость. К.: Наукова думка,
1990, с.9-13, 104.
17. Мелков Г.А., Касаткин А.Л., Малышев В.Ю. Физика низких температур,
1994, т.20, №9, с. 868
18. Попенко Н.А. Радиотехника и электроника. 1974, №4, с.833-834
-----------------------
Cu2
O2
Y
O3
Ba
O4
O1
Cu1
[pic]
z
(S
x
[pic]
y
2а
б
а
h
Н
а - мейнерівська фаза
б - шубніковська фаза
в - нормальна фаза
в
Нс2
б
Нс1
Тс
а
0
Т
j(
Вz
Вz
r
r
L
L
(0
F
800
700
600
500
0.4
0.3
0.2
0.1
1
2
D/D0
0.9 1 1.1 1.2 1.3
3
[pic]
Джерело живлення
магніту
R
A
Вих.
Вх.
[pic]
Вхідний і вихідний хвильоводи
Отвори зв’язку
ВТНП-плівка
[pic]
[pic]
