Измерительная система.

П
овышение критической температуры ВТСП материалов до значений выше 90 К позволяет повысить рабочую температуру сверхпроводящих устройств с "гелиевой" температуры (4.2 К) до "азотной" (77 К). Такой переход позволяет снизить стоимость криообеспечения на несколько порядков. На фотографии приведен общий вид измерительной системы. В практикуме используются недорогие стеклянные азотные криостаты в пластиковом корпусе.

Блок-схема измерительного комплекса приведена ниже. Конструктивно он состоит из криогенной штанги, измерительной электроники, блока контроля и персонального компьютера со специальным программным обеспечением.

Криогенная штанга является основой измерительного комплекса. Она представляет собой трубку из тонкостенной нержавеющей стали, в которой может быть создан невысокий вакуум. Внутри этой трубки, в ее охлаждаемой части, располагаются медный держатель ВТСП структур с нагревателем и термометром, охлаждаемый малошумящий предусилитель, соленоид, контакты четырехзондового измерителя напряжений. В криогенной штанге обеспечивается подключение исследуемой ВТСП структуры к контрольно-измерительным цепям и предварительное усиление сигнала с помощью охлаждаемого предусилителя.

И
змерительная электроника обеспечивает необходимое усиление измеряемого сигнала, формирование тестовых пилообразных токов смещения СКВИДа и задания магнитного потока. В блоке контроля осуществляется цифровое преобразование измеряемого аналогового сигнала. В этом же блоке располагаются все необходимые источники постоянного напряжения и цепи для подключения внешних устройств (тестового генератора, осциллографа, спектроанализатора, и т.д.). Комплекс программного обеспечения позволяет проводить измерения различных температурных зависимостей, вольт-амперных, вольт-полевых и шумовых характеристик.