Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) Курсовая работа для представления на кафедру "Материаловедение" на тему: Магнитометры на СКВИДах. Выполнил: Подчуфаров А.И. Преподаватель: Петров В.С. Зачтено: 04.06.96 ФИТ ЭП-41 Москва 1996 г. Содержание: 1. Сверхпроводимость. Основные параметры сверхпроводников.....3 2. Эффект Джозефсона.........................................................................4 3. Магнитометр....................................................................................5 4. Сверхпроводящий материал - соединение Nb3Sn...........................8 5. Получение джозефсоновских переходов.........................................9 6. Список литературы..........................................................................13 1. Сверхпроводимость. Основные параметры сверхпроводников. Явление сверхпроводимости состоит в том, что при некоторой температуре, близкой к абсолютному нулю, электросопротивление в некоторых материалах исчезает. Эта температура называется критической температурой перехода в сверхпроводящее состояние. Сверхпроводимость обнаружена более чем у 20 металлов и большого количества соединений и сплавов (Тк ? 23К), а также у керамик (Тк > 77,4К - высокотемпературные сверхпроводники.) Сверхпроводимость материалов с Тк ? 23К объясняется наличием в веществе пар электронов, обладающих энергией Ферми, противоположными спинами и импульсами (пары Купера), которые образуются благодаря взаимодействию электронов с колебаниями ионов решетки - фононами. Все пары находятся, с точки зрения квантовой механики, в одном состоянии (они не подчиняются статистике Ферми т.к. имеют целочисленный спин) и согласованы между собой по всем физическим параметрам, то есть образуют единый сверхпроводящий конденсат.
    Сверхпроводимость керамик, возможно, объясняется взаимодействием электронов с каким-либо другими квазичастицами.
    По взаимодействию с магнитным полем сверхпроводники делятся на две основные группы: сверхпроводники I и II рода.
    Сверхпроводники первого рода при помещении их в магнитное поле "выталкивают" последнее так, что индукция внутри сверхпроводника равна нулю (эффект Мейсснера). Напряжонность магнитного поля, при котором разрушается сверхпроводимость и поле проникает внутрь проводника, называется критическим магнитным полем Нк. У сверхпроводников второго рода существует промежуток напряженности магнитного поля Нк2 > Н > Нк1, где индукция внутри сверхпроводника меньше индукции проводника в нормальном состоянии. Нк1 - нижнее критическое поле, Нк2 - верхнее критическое поле. Н < Нк1 - индукция в сверхпроводнике второго рода равна нулю, Н > Нк2 - сверхпроводимость нарушается. Через идеальные сверхпроводники второго рода можно пропускать ток силой: (критический ток). Объясняется это тем, что поле, создаваемое током, превысит Нк1, вихревые нити, зарождающиеся на поверхности образца, под действием сил Лоренца, двигаются внутрь образца с выделением тепла, что приводит к потере сверхпроводимости.
    Tk, Нк1, Нк2, некоторых металлов и соединений: Вещество Тк К ?0Нк1 Тл ?0Нк2 Тл Pb 7.2 0.55 Nb 9.2 0.13 0.27 Te 7.8 V 5.3 Ta 4.4 Sn 3.7 V3Si 17.1 23.4 Nb3Sn 18.2 24.5 Nb3Al 18.9 Nb3Ga 20.3 34.0 Nb3Ge 23.0 37.0 (Y0.6Ba0.4)2CuO4 96 160?20 Y1.2Ba0.3CuO4-8 102 18 при 77К 2. Эффект Джозефсона.
    
    
    Если два сверхпроводника соединить друг с другом "слабым" контактом, например тончайшей полоской из диэлектрика, через него пойдет туннельный сверхпроводящий ток, т.е. ............