Результаты резистивных измерений в различных сверхпроводниках [5]

Соединение	Tkc, К	dHC2| |/dT, Тл/К	dHC2_|_dT, Тл/К	ξ0| |, А0	ξ0_|_,А0
Y-123	92,7 92 87 84	3,8 3,9 5,6 3,12	0,54 1,1 0,9 0,32	4,3 6 4 4,9	31 22 25 48
Bi-2212	80,6 90	4,9 – 7,3 14	0,4 – 0,55 0,39	2,1 – 3,6 1	34 – 40 42
Tl-2212	106 100	1,9 1,1	0,2 0,25	5 10	47 44

Анализ таблицы показывает, что расхождение в оценке одного параметра для различных образцов имеет место, вероятно, вследствие разных условий изготовления.

Контрольные вопросы

1. Охарактеризуйте фазовую диаграмму состав – свойство.

2. Какой вид имеют терморезистивные характеристики?

3. Как влияет текстура материала на величину критического тока?

4. Назовите пути повышения критического тока.

5. Каковы особенности поведения ВТСП в магнитном поле?

6. Назовите особенности смешанного состояния в ВТСП материалах.

Глава 3 устройства криоэлектроники

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Сверхпроводимость используется в электронике с середины 60-х годов. За это время накоплен большой опыт по разработке элементной базы, технологии и конструированию элементов и приборов, использующих сверхпроводимость и другие низкотемпературные физические явления в электронике. Как у нас в стране, так и за рубежом были разработаны и испытаны сверхчувствительные измерители магнитного потока, тока и напряжения, созданы уникальные магнитометры и градиентометры, приемники излучения, превосходящие самые совершенные полупроводниковые устройства.

Открытие ВТСП материалов и совершенствование техники криостатирования стало мощным стимулом как самих разработок по криоэлектронике, так и их практического использования в телекоммуникационной, приборной, компьютерной и медицинской технике.

В криоэлектронике можно выделить три большие области: пассивные сверхпроводящие элементы, СКВИД – электронику (сверхпроводящие квантовые интерферометрические устройства) и цифровую технику с большим количеством, как правило, джозефсоновских элементов.

Переход к высокотемпературным сверхпроводникам важен не только с точки зрения увеличениярабочих температурпассивных СВЧ устройств, но и расширения рабочегодиапазона частотдо сотен гигагерц. Кроме того, использование ВТСП приводит кмалым потерям, практическомуотсутствию дисперсиисигнала, возможностиуправлять параметрами устройствза счет изменения реактивных или резистивных свойств под внешним воздействием. Это распространяется на широкий спектр пассивных СВЧ устройств.

В СКВИД – электроникеиспользуется оченьвысокая чувствительностьСКВИДов к изменениюмагнитного потока. Благодаря этому СКВИДы находят применение в прецизионных приборах, измеряющих предельно малые токи, напряжения и изменения магнитного потока. По этим параметрам можно оценивать многообразные свойства и явления – от перемещения в пространстве до химических реакций.

В области цифровой криоэлектроникипроисходит постоянный ростчисла элементовна одном чипе и по-прежнему целью является создание устройств с тактовой частотой более 100 ГГц и энерговыделением на один вентиль менее 0,1 мкВт. Например, квантовый стандарт Вольта получают методом интеграции 10⁴джозефсоновских переходов на одном чипе. В то же время в космическом эксперименте на спутникеARGOSиспытывались сверхпроводниковые системы, обеспечивающие более чем 100-кратное снижение мощности при 10-кратном увеличении быстродействия и 10-кратном уменьшении массы по сравнению с современными полупроводниковыми системами на основе кремния или арсенида галлия.

В этой главе мы рассмотрим основные направления высокотемпературной криоэлектроники, имеющие перспективы развития на сегодняшний день, особенности приборов на основе ВТСП в сравнении с традиционной криоэлектроникой. В силу ограниченности объема данного пособия, многие вопросы низкотемпературной криоэлектроники здесь не были освещены, с ними можно ознакомиться например в [4,17].