Способ измерения низких температур

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ

Сееа Сюеетсиих

Социалистииескик республик (11) 615368 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено.11.03.75 (21) 2112gg1g18 10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.07.78.Бюллетень № 26 (45) Дата опубликования описания 05.0®.78 (51) М. Кл.

G 01 К 7/22

Гасударственню квинтет

Совета Мнннотроо СССР ао двнаи нзобрвтоний и открытий (53) УЙК 536 532 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. М. Иванченко и А. А. Лисянский

Донецкий физико-технический институт AH Украинской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НИЗКИХ

ТЕМПЕРАТУР

Изобретение относится к способам определения низких и сверхнизких (вплоть до сколь угодно близких к нулю) температур.

Известен способ измерения низких температур посредством датчика, в качестве чувствительного элемента которого используется туннельный контакт, содержаший . магнитные примеси, включаюший в себя измерение проводимости контакта при напряжении смешения, близком к нулю, н последуюшее определение температуры по градуировочному графику (lj.

Недостатком известного способа иве ляется ограниченность области измеряемых температур, вследствие специфической зависимости нулевой аномалии от температуры.

Указанная нулевая" аномалия происходит от взаимодействия туннелируюших электронов с парамагнитными примесями, включенными в контакт, Таким образом, названная зависимость обусловлена тем, что состояние магнитных примесей, расположенных в барьере, по мере снижения температуры переходит из одной фазы в другую. Выше определенной температуры (температура Кюри

Т» ) они находятся в парамагнитной фазе (средний магнитный момент примеси равен нулю), ниже Т» наступает фаза магнитного упорядочения (среди свинов примесей устанавливается вначапе ближний, а при дальнейшем понижении температуры - дальний магнитный. порядок).

В первой фазе нулевая аномалия с пони жением температуры растет, а во второй — убывает.

Вследствие этого проводимость туннельного контакта нри напряжении смешения,,близком к нулю, является неоднозначной функцией температуры, Это означает, что

2о описанный способ пригоден для измерения температур только больвтих температуры

Кюри.

На фиг. 1 показана зависимость про водимости туннельного .коптакта при иа

25 пряжении сметяеиия, баизком к нулю, фт

615368

Ъ пературу. Отличие проводимости от известного фонового уровни показывает, что .работает ненулевая" аномалия, и температуру теперь определяют, сравни вая величину этой проводимости (измеренной нри напряжении смещении, соответствующем максимуму "ненулевой аномалии) с градуировочным графиком, аналогичным фиг. 2.

Предполагается, что если взять, например, туннельный контакт AP. APSO-AC с добавкойА> (концентрация 3 ат. %), то с его помощью можно будет измерять температуры как выше, так и ниже температуры Кюри. В первом случае (при

1S

T >Тк ) проводимость туннельного контакта измеряется при напряжении смещения, близком к нулю, например при 0 =

10 мкВ. Йля измерения температур, меньших температуры Кюри, на контакт следует подать более высокое напряжение, например 0,»= 1,9 мВ. температуры. Для измерения температуры используется участок АВ. Нулевая аномалия насыщается -(нри, Т Тк), а затем уменьшается с понижением температуры, появлиется: "ненулевая" аномалия, т. е., если при Т>,7, проводимость туннельного контакта при напряжениях смещения 1-10 мВ является константой, то при Т< Тк при некотором напряжении цр иэ этой области, которое зависит от концентрации примесей и однозначно определяется для каждого контакта, возникает максимум проводимости, который, как это показано на фиг. 2 растет при дальнейшем понижении температуры.

На фиг. 2 показана зависимость проводимости туннепьного контакта от температуры при напряжении смешения, равном U<.

Согласно данному способу измерение проводят следующим образом. На туннельный контакт подают напряжение смешения порядка 1 + 10 мВ, соответствующее максимуму "ненулевой аномалии.

Целью изобретения является повышение точности и расширения диапазона измерений в сторону низких температур.

Эта цель достигается тем, что по предлагаемому способу на контакт подают напряжение смешения, соответствуюзо щее энергии упорядочения магнитных примесей и измеряют проводимость контакта при данном напряжении смещения, при этом напряжение смещения выбирается порядка 1 + 10 MB.

На фиг. 3 показана проводимость туннельного контакта при Т<Т . к

При определенном напряжении смещения 0о проводимость имеет максимум.

Если при этом проводимость не отличается от заранее известного фонового значения (которое йе зависит от температуры), то на контакт подают напряжение смешения, близкое к нулю (действует

45 нулевая" аномалия), измеряют проводимость и по градуировочному графику (аналогичному фиг, 1) определяют темФормула изобретения

1. Способ измерения низких температур посредством датчика, в качестве чувствительного элемента которого используется туннельный контакт, содержащий магнитные примеси, включающий в себя измерение проводимости контакта при напряжении смешения, близком к нулю, и последующее определение температуры по градуировочному графику, о т л и ча ю ш и йс я тем, что, с целью повышенияточности и расширения диапазона измерений в сторону низких температур, на контакт подают напряжение смешения, соответствующее энергии упорядочения магнитных примесей, и измеряют проводимость контакта при даппэм напряжении смещения.

2. Способ по и. 1., о т л и ча ю ш и й— с я тем, что напряжение смещения выбирается порядка 1 10 мВ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР

% 277310, кл. Я 01 К 7/22, 1969.

615368

AMBI ЕбЕЮФУУЮГФМ

Составитель Н. Горшкова

Техред 3. Фанта Корректор Л. Веселовскаи

Редактор С. Хейфиц

Н)аааагал ПЛП Паечъате ° ю Чпетсле«ез ««Пъ««л«Л

Заказ 3883/32 Тираж 831 Подннсное

БЯИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5