Исследование характеристик высокотемпературных сверхпроводящих лент

мультитерминальным методом

С. А. ЛОБАНОВ, С. В. ПОКРОВСКИЙ

Научный руководитель – И. А. РУДНЕВ, к. ф.-м. н., доцент

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ЛЕНТ

МУЛЬТИТЕРМИНАЛЬНЫМ МЕТОДОМ

Разработан мультитерминальный метод измерения вольт-амперных характеристик лент сверхпроводников второго. Данные, полученные этим методом, позволяют наглядно наблюдать переход сверхпроводника в нормальное состояние и определять пространственное распределение тока в сверхпроводящей ленте. Кроме того использовался метод Холловской магнитометрии. Этот метод позволяет получать пространственные распределения критического тока в образцах. Результаты, полученные с помощью обоих методов, качественно совпадают. Данные методы являются взаимодополняющими и могут быть использованы для исследования пространственной однородности двумерного протекания тока в любых проводящих объектах. Кроме измерения критического тока на разных участках образца данные методы позволяют обнаружить макроскопические дефектные области образца.

В лаборатории прикладной сверхпроводимости в МИФИ разработан мультитерминальный метод измерения вольт-амперных характеристик (ВАХ) сверхпроводящих лент. Данный метод является модификацией четырёхконтактного метода измерения критического тока в сверхпроводниках, а именно измерение напряжение производится одновременно с нескольких (более 10) пар контактов. Для исследований использовался цифровой многоканальный осциллограф-регистратор Yokogawa SL1400, способный производить до нескольких миллионов измерений в секунду одновременно по 16 каналам.

Отличительной особенностью данной методики является синхронность снятия ВАХ со всех контактов, что позволяет наблюдать прямым образом процессы возникновения потенциала при переходе сверхпроводника в нормальное состояние. Кроме того, быстродействие прибора дает возможность разворачивать ток со скоростью 15 А/сек, и, таким образом избежать нагрева сверхпроводника и влияния на распределение потенциала.

Образцы, исследованные мультитерминальным методом, были исследованы методом Холловской магнитометрии, также разработанным в лаборатории прикладной сверхпроводимости в МИФИ. Метод исследования является бесконтактным и позволяет исследовать однородность пространственного распределения токов в сверхпроводнике, и, таким образом, выявлять дефектные области [1,2].

Ниже приведены экспериментальные результаты, полученные с помощью обеих методик. На рис. 1 представлена двумерная карта потенциалов, возникающая в сверхпроводнике при протекании транспортного тока. В процессе исследований были получены аналогичные карты при различных значениях тока. На рис.2 представлена поверхность распределения критического тока в ВТСП ленте. Качественно совпадают области с большим и малым значениями критического тока. Также проанализирован процесс протекания транспортного тока и динамика возникновения потенциалов в сверхпроводнике.

Рис. 1. Карта потенциалов ВТСП ленты при токе 3 А (слева) и 60 А (справа)

Рис. 2. Поверхность распределения компоненты критического тока
вдоль ВТСП ленты

Список литературы

1. I Rudnev, A. Podlivaev, S Pokrovskiy Two-Dimensional Current Mapping in Superconducting Tapes // Journal of Physics: Conf. Ser., 2009, 150, 052211

2. , , Восстановление распределения двумерного тока в сверхпроводящей ленте по ее магнитному полю, измеряемому с использованием преобразователей Холла // Инженерная Физика, 2007 №5, с.18-25