高溫超導實驗課件

近代物理實驗超導轉變溫度測量問題1.什么是超導材料，超導材料的轉變溫度是指什么？2.實驗中如何測電阻？3.實驗中如何測溫度？超導材料的特性完全導電性：零電阻，可制造無損耗或者損耗極小的高強磁體，用于加速器、核聚變裝置、核磁共振和磁分析儀等節(jié)省能源，制造超導電纜材料完全抗磁性：超導磁懸浮超導研究需要解決的問題超導現(xiàn)象產(chǎn)生的微觀機制？獲得具有更高超導溫度的材料？超導材料的制備和應用技術？實驗目的：測量超導材料的轉變溫度TcR-T曲線測物理量：電阻R、溫度T實驗方法：標準V-I四引線法，伏安法實驗儀器：FD-TX-RT-Ⅱ高溫超導轉變溫度測定儀高溫超導轉變溫度的測定一、測量原理1、零電阻現(xiàn)象：在一定低溫下，導體的直流電阻突變?yōu)榱恪?、轉變溫度TC

：R突變?yōu)?時的溫度。

即：T=TC

時，R=03、超導產(chǎn)生條件：RT04.2k超導體一般導體(1)樣品中通直流電樣品溫度T的測量樣品架的溫度由鉑電阻溫度計測定鉑電阻溫度計：電阻R隨溫度變化溫度計電流：

I=1.00mA

固定溫度計電壓：UT=I·R

隨溫度變化

溫度計電壓顯示：U=40UT放大40倍注：鉑電阻溫度計在室溫到液氮溫區(qū)內，滿足:根據(jù)UT查表或軟件轉換即可得到T的大小溫度T/K電壓UT/mVPt-100電阻溫度計電極制作：四引線法

四引線法測電阻原理圖-UX恒流源

ΟΟΟΟ+_I-I+低溫物理實驗裝置的原則之一是必須盡可能減小室溫漏熱。測量引線通常是又長又細，其阻值有可能遠遠超過待測樣品的阻值。為了減小引線和接觸電阻對測量的影響，通常采用“四引線測量法”，即每個電阻原件都采用四根引線，其中兩根為電流引線，兩根為電壓引線。I+V+V-I-1.探棒及樣品架1、樣品室外壁和內部樣品架均由紫銅塊加工而成，通過紫銅塊外壁與液氮的熱接觸，將冷量傳到內部紫銅塊樣品架中。2、超導樣品為常規(guī)的四引線接頭方式，其電流、電壓引線分別連接到樣品架的相應接頭上。3、樣品架的溫度由裝于其塊體內的鉑電阻溫度計測定。樣品電壓：放大1000倍可調溫度計電流:1.00mA固定溫度計電壓：放大40倍樣品電流：1.5～33mA可調2.測量儀主機部分3.

測量儀連線示意圖低溫液氮杜瓦

實驗探棒和前級放大器測量儀主機三、實驗步驟1、連接電路：將放大器上的航空頭分別接到主機上對應的航空插座上。2、記錄數(shù)據(jù)：開啟電源，設置樣品電流10mA，打開軟件自動采集R-T數(shù)據(jù)，并手動記錄主機面板上溫度計電壓和樣品電壓。3、插入探棒：降溫（室溫-液氮77K）探棒插入液氮深度影響溫度變化速度，注意深度。取出探棒時即為升溫過程。4、處理數(shù)據(jù)：求樣品的阻值Ｒ和對應的樣品溫度Ｔ。做Ｒ－Ｔ曲線，并確定超導轉變溫度Tc△Tc

。FD-RT-II超導轉變溫度測試軟件樣品Ｒ－Ｔ曲線圖：四、結果分析Tc(onset)開始偏離正常態(tài)溫度Tc(mid)中點溫度，超導體臨界溫度Tc0零電阻溫度超導體從正常轉變?yōu)槌瑢B(tài)的轉變曲線所制得的樣品具有超導性，樣品較穩(wěn)定、性征明顯超導零電阻溫度Tc為84.5K；YBa1Sr1Cu3O7-δ的R-T曲線

樣品明顯失超，降溫與升溫曲線呈現(xiàn)非金屬性且不重合。初步認為樣品質量存在問題。YBa1.8Sr0.2Cu3O7-δ的R-T曲線

試圖觀察紫外線能否改變其超導性能。但效果不顯著，未能進行對比實驗。紫外線照射后