Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Сидельковская Ф.П. "Химия N-вннилпирролидона и его полимеров" ()

Сеидов Н.М. "Новые синтетические каучуки на основе этилена и олефинов" (Высокомолекулярная химия)

Райт П. "Полиуретановые эластомеры" (Высокомолекулярная химия)

Попова Л.А. "Производство карбамидного утеплителя заливочного типа" (Высокомолекулярная химия)

Поляков А.В "Полиэтилен высокого давления. Научно-технические основы промышленного синтеза" (Высокомолекулярная химия)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Лабораторная техника -> Викулин И.М. -> "Гальваномагнитные приборы" -> 28

Гальваномагнитные приборы - Викулин И.М.

Викулин И.М., Викулина Л.Ф., Стафеев В.И. Гальваномагнитные приборы — М.: Радио и связь, 1983. — 104 c.
Скачать (прямая ссылка): galvomagnitniepribori1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 22 23 24 25 26 27 < 28 > 29 30 31 32 .. 33 >> Следующая


86 выше юполка щели A2. Рост напряжения выше Vmax ие приводит к росту числа электронов, способных туииелировать, ио число незаполненных состояний, расположенных выше потолка щели Д2, с увеличением энергии уменьшается (на упрощенной диаграмме рис. 11.1 это не отражено), что и приводит к появлению падающего участка иа ВАХ. При дальнейшем увеличении напряжения начнут туниелировать электроны со дна щелн Ді н ток опять увеличится.

Как известно [7], туннельный ток

OO

Z1= J P(E)P(E-qV)\f(E~qV)-f(E)]dE. (11.2)

- OO

Плотность состояний сверхпроводника определяется соотношением Pc = Pm (d?ldE), где рм —плотность состояний нормального металла. С учетом (11.1) Pc = р„ I ? I IyrE2-A2. Функция Ферми при T=О

= 1 __ fl при ?< О,

1 + ехр (EjkT) (0 при О <?.

Разность функций Фермн

/<*-,ю-/№)-(1 при Ill^ „

w IO при ?<0, E>qV.

Подставив эти выражения в (11.2), получим BAX контакта, показанного на рис. 11.1,а:

^cT Ijl^=J0 np10<fV<A>

oj Ve7- д2 Ic vV при д < <7^.

Аналогичным образом можно определить и BAX контактов из двух сверхпроводников. Измерения BAX позволяют довольно просто определить ширину энергетических щелей.

Через контакт двух сверхпроводников, разделенных тонким слоем диэлектрика (1...2 нм), кроме обычного туннельного тока /т электронов (одночастинного) может протекать ток /с обусловленный туннелнрованием связанных пар с поверхности Фермн одного сверхпроводника на поверхность Ферми другого. Этот эффект был впервые теоретически предсказан английским физиком Джозеф-соном.

Для характеристики свойств конденсата спаренных электронов используется понятие волновой функции if- Определенная через нее плотность кунеровских пар рк = !^!2- Соответственно

^ = VР(Г) ехр[/0(г)], (И.4)

где г — координата частицы; 0 — фаза волновой функции. Эффект Джозефсона может быть описан соотношениями в форме уравнений Шредингера для связанной квантово-механнческой системы с двумя -состояниями

/*-?- = + /*-?- = ^,? + Kiflt (U.5) Ot Ot

87 где н \J)2 — волновые функции двух сверхпроводников; К — матричный элемент, обеспечивающий связь между ними; Uu U2— члены, играющие роль гамильтонианов отдельных сверхпроводников. Если между сверхпроводниками существует разность потенциалов V, то Uі—U2=qV, и, выбрав соответствующим образом нуль отсчета энергии, преобразуем (11.5) к виду

Используя (11.4) и обозначая Cp=G1—02, из (11.6) нетрудно определить

2 ^ — -Pi = -P2 —-J-Kv W2 sin <р,

9l-2 = 4-1/^7 cos^-Ж- (11J>

Так как pi=—р2, нз (11.7)

Zc = Zmax Sin tp, Zraax=-^-/PlP2.

п

<р = ъ+± Г V(t)dt, (11.8)

п <j

где фо—разность фаз, зависящая от материала, индукции магнитного поля и других внешних условий.

Если включить рассмотренную структуру в цепь, то через нее будет протекать суммарный ток Z = Zx -J- Zc. При У = 0, ф = фо через контакт протекает сверхпроводящий ток куперовскнх пар электронов Zc.,,= Zmax sin ср0> a Zt = 0. При T=Tk, очевидно, Zmax уменьшается до нуля.

При V=T^O появляется туннельный ток несвязанных электронов, одновременно продолжается туннелирование куперовских пар. Однако поскольку электронные пары переходят с уровня Ферми одного сверхпроводника (где он выше) на уровень Ферми другого, а разность между энергетическим положением этих уровней в любом контакте равна qV, то туннелирование пары происходит с изменением ее энергии на 2qV. Эта энергия изучается в виде электромагнитной волны с частотой

4 = 2qV?. (11.9)

С такой же частотой Zc осциллирует во времени, так что в среднем 7С =0. Математически это следует из 88 (11.8),**ак как при фиксированном напряжении фаза линейно зависит от в{Уемени.

Исходя из изложенного, BAX джозефсоновского туннельного перехода из одинаковых сверхпроводников представлена на рис. 11.2. При увеличении тока через переход (в цепи режим генератора тока) ток растет до Zmax по характеристике туннелиірования куперовских пар (V=0). Дальнейшее уве- . личение тока приводит к скачку рабочей точки на ветвь /т одночастичного туннелирова- ?тах ПИЯ (V=TtO), т. е. имеется гистерезис.

Рис. 11.2. BAX джозефсоновского туннельного перехода

При VV=O в пределах 0...2АIq туннельный переход является генератором колебаний [см. (11.9)] с частотой (в МГц)

/= v/2« = 483,6V, (11.10)

легко перестраиваемой напряжением (в мкВ).

11.2. МАГНИТОМЕТРЫ

Действие внешнего магнитного поля приводит к появлению дополнительной энергии связи н изменению разности фаз между сверхпроводниками, а значит, н сверхпроводящего тока (11.8). Как показано в [9, 59], максимальный ток

/щах — Z

muxO

Sin (кФ1Ф0)

сФ/Ф0

(11.11)

равен нулю, когда перпендикулярный направлению тока магнитный поток равен кванту магнитного потока Ф0 (рис. 11.3). Значительно более эффективно использование в качестве магнитометра сверхпроводящего кольца с одним или двумя сверхпроводящими джо-зефсоновскнми переходами (рис. 11.4). Площадь проникновения потока прн этом порядка 0,1 см2, что намного больше площадн проникновения потока одного перехода (10—5—-10—® см2).

Прн работе на постоянном токе используется кольцо с двумя переходами, так как в кольце с одним переходом последний закорочен сверхпроводящим проводником. В кольце с двумя переходами максимальный ток также осциллирует в зависимости от внеш-
Предыдущая << 1 .. 22 23 24 25 26 27 < 28 > 29 30 31 32 .. 33 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама