Способ измерения критического тока сверхпроводника

 

Изобретение относится к области измерительной техники, а точнее к способам измерения параметров сверхпроводящих материалов, в частности, критического тока. Технический результат заключается в повышении точности оценки токонесущей способности сверхпроводника. Сверхпроводник размещают между полюсами магнитной системы, создающей в его локальном объеме пятно магнитного потока с индукцией В, и измеряют величину критического тока этой локальной области для данного значения индукции. 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, а точнее к способам измерения параметров сверхпроводящих материалов, в частности, критического тока.

Известны различные способы измерения критических токов сверхпроводников I_к, такие как индуктивные, из измерений намагниченности и резистивные [1]. Наиболее близким к предложенному способу является резистивный [2], когда через сверхпроводник, находящийся в однородном магнитном поле, пропускают транспортный ток в направлении, перпендикулярном полю, и в момент появления падения напряжения определяют I_к. Недостатком его является то, что в этом случае определяемый I_к является интегральной характеристикой всего сверхпроводника, когда же в реальном материале могут существовать области с различными значениями I_к.

Изобретение направлено на создание метода, позволяющего определять I_к сверхпроводника в его локальных объемах и тем самым повысить точность оценки его токонесущей способности.

Это достигается тем, что в локальной области сверхпроводника формируют пятно магнитного потока и измеряют величину критического тока.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показано расположение сверхпроводника 1 относительно полюсов магнитной системы 2, создающей в его объеме пятно магнитного потока 3; на фиг. 2 показано изменение значений I_к, измеренных по длине образца.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Сверхпроводник 1 (фиг. 1), например, в виде пластинки размещают между полюсами магнитной системы 2, создающей в локальном объеме пятно магнитного потока с индукцией В. Через пластину пропускают транспортный ток I и при появлении падения напряжения U измеряют величину критического тока I_к этой локальной области для данного значения В. Перемещая пластинку относительно полюсов магнитной системы, можно контролировать I_к по ее длине.

Для проверки предлагаемого способа были проведены измерения критического тока пластинок (20х5х1,5) мм³ из сверхпроводника типа Y-Ba-Cu-O, имеющего следующие параметры: начало и конец сверхпроводящего перехода соответственно 93 и 82 K, плотность 5.2 г/см³. В экспериментах использовалась магнитная система установки, описанной в [3]. Для повышения разрешающей способности измерений по контролируемому объему использовались полюсные наконечники толщиной 0,5 мм. При В = 0.025 Тл формировалось пятно магнитного потока с шириной b = 1.5 мм, толщиной а = 5 мм, длиной d =1.5 мм. Измерения проводились при температуре жидкого азота. Величина критического тока оценивалась при появлении напряжения на сверхпроводнике 0.1 мкВ. Значение критического тока составило порядка 0,4 А и измерялось с точностью 5·10^-3 А. Таким образом, мы могли контролировать I_к для локальных областей сверхпроводника с объемом 11.2 мм³ с разрешением 1.5 мм по длине образца.

Источники информации 1. КЕМПБЕЛЛ А. , ИВЕТС ДЖ. Критические токи в сверхпроводниках. - М.: Мир, 1975, с. 9, 132.

2. ВОЛКОВ П.В., ИМЕНИТОВ А.Б. и др. Метрологические проблемы измерения токовых характеристик высокотемпературных сверхпроводников.

3. ГОЛЕВ И.М., МИЛОШЕНКО В.Е., АНДРЕЕВА Н.А. Установка для исследования динамики пятна магнитоного потока в сверхпроводниках механическим методом. - Приборы и техника физического эксперимента. М., 1998, N 5, с. 161-163.

Формула изобретения

Способ измерения критического тока сверхпроводника, заключающийся в том, что по сверхпроводнику, находящемуся в магнитном поле, пропускают транспортный ток в направлении перпендикулярном полю, и в момент появления падения напряжения измеряют величину критического тока, отличающийся тем, что сверхпроводник размещают между полюсами магнитной системы, создающей в его локальном объеме пятно магнитного потока с индукцией B, и измеряют величину критического тока этой локальной области для данного значения индукции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2