高温超导转变温度的测定课件.ppt

1、高温超导转变温度的测定高温超导转变温度的测定。实验目的：实验目的：1、了解、了解FD-TX-RT-II高温超导转变温度测定仪的结构高温超导转变温度测定仪的结构及使用方法；及使用方法；2、掌握液氮低温技术；、掌握液氮低温技术；3、利用、利用FD-TX-RT-II高温超导转变温度测定仪，测量高温超导转变温度测定仪，测量氧化物超导体氧化物超导体YBaCuO的超导临界温度的超导临界温度一、高温超导转变温度测量原理一、高温超导转变温度测量原理1、零电阻现象零电阻现象：在一定低温下，导体的直流电阻突变为零的：在一定低温下，导体的直流电阻突变为零的现象。现象。2、转变温度转变温度TC：R突变为突变为0时的温

2、度。时的温度。RT04.2k3、超导产生条件超导产生条件：（1）样品中通以直流电样品中通以直流电 汞（超导体）汞（超导体）Cjj (3)样品CHH (4)样品CTT (2)样品一般导体一般导体即：即：T=TC瞬间，瞬间，R=0R R样品样品=0=0瞬间，瞬间，T=TT=TC C R样品样品 TU样品样品=I0RU样品，样品，I0U温度计温度计TRU温度计U U样品样品=0=0瞬间，瞬间，U U温度计温度计=？查查表表数字电压表数字电压表直接测量：直接测量：间接测量：间接测量：注：铂电阻温度计在室温到液氮温区内，满足：注：铂电阻温度计在室温到液氮温区内，满足：BATTR)(二、实验仪器二、实验仪

3、器（2 2）实验探棒和前级放大器）实验探棒和前级放大器探棒：安装超导样品和温度计供插入低温杜瓦实现变温（1 1）低温液氮杜瓦）低温液氮杜瓦盛放液氮的容器（3 3）测量仪主机）测量仪主机测量：U样品，I0，U温度计（一）高温超导转变温度测量仪结构以及连线示意图：低温液氮 杜瓦 实验探棒和前级放大器测量仪主机测量仪主机（二）底部样品室的结构4、样品电阻的四引线和铂电阻的四引线通过紫铜热沉后接至探棒上端，再分别接至各自的恒流源和电压表。1、样品室外壁和内部样品架均由紫铜块加工而成，通过紫铜块外壁与液氮的热接触，将冷量传到内部紫铜块样品架中。2、超导样品为常规的四引线接头方式，其电流、电压引线分别连接

4、到样品架的相应接头上。3、样品架的温度由装于其块体内的铂电阻温度计测定。超导材料的电阻测量方法：四引线测量法超导材料的电阻测量方法：四引线测量法即每个电阻原件都采用四根引线，其中两根为电流引线，两根为电压引线。四引线法测电阻原理图-UX 恒流源恒流源 +_I-I+由于低温物理实验装置的原则之一是必须尽可能减小室温漏热。测量引线通常是又长又细，其电阻值有可能远远超过待测样品（如超导样品）的阻值。为了减小引线和接触电阻对测量的影响，通常采用“四引线测量法”，（三）（三）前级放大部分前级放大部分前级放大器框图1 1、样品上的电压经放大器放大、样品上的电压经放大器放大1000010000倍后的输出，其

5、与主机的连接线在倍后的输出，其与主机的连接线在5 5芯航空头上。芯航空头上。2 2、是样品电流的测量端，其与主、是样品电流的测量端，其与主机的连接线也在机的连接线也在5 5芯航空头上。芯航空头上。4 4、两个插座是铂温度计的电压、两个插座是铂温度计的电压输出端，输出端，3 3、两个插座为样品两电压端的、两个插座为样品两电压端的直接引出点，未经放大，此处直接引出点，未经放大，此处也可直接连到记录仪的也可直接连到记录仪的X XY Y端端。（四）测量仪主机（四）测量仪主机n.数字电压表数字电压表：用于用于显示样品电流显示样品电流和和经放大后的温度计电经放大后的温度计电压值压值，只要除以已知，只要除以

6、已知的放大倍数的放大倍数(40(40倍倍)就就可以得到温度计的原可以得到温度计的原始电压值，通过查表，始电压值，通过查表，就可以得出其对应的就可以得出其对应的温度值；温度值；.数字电压表：数字电压表：显显示示温度计电流温度计电流和和经放经放大后的样品电压值大后的样品电压值，只要除以已知的放大只要除以已知的放大倍数倍数 (通过放大倍数通过放大倍数切换开关来获得切换开关来获得)，就可以得到样品的原就可以得到样品的原始电压值，样品的阻始电压值，样品的阻值由原始电压值除以值由原始电压值除以样品电流值得到。样品电流值得到。5.5.样品电流调节电位器样品电流调节电位器：用来调节样品所需要的电流大小，电流范

7、围为：用来调节样品所需要的电流大小，电流范围为 1.5mA1.5mA到到33mA33mA，连续可调。，连续可调。四、实验步骤：四、实验步骤：、灌注液氮：注意掌握液氮的高度。其高度可用所附的碳棒探测估计。、连接电路：将放大器上的航空头分别接到主机上对应的航空插座上。、记录数据：通过主机面板上两数字电压表的显示值，记录下某一时刻的样品电压和温度计电压。、处理数据：求样品的阻值和对应的样品温度。做出曲线。并确定转变温度。n样品曲线图：五、思考题1.1.为什么采用四引线法可避免引线电阻和接触为什么采用四引线法可避免引线电阻和接触电阻的影响？电阻的影响？、用液氮制冷技术应该注意哪些事项？、用液氮制冷技术应该注意哪些事项？