METODOS EXPERIMENTALES DE LA FISICA II

Medición de seňales eléctricas débiles: la transición resistiva en superconductores

Ernesto AltshulerClaro NodaEmilio HerediaLuis FloresCarlos MartínezAlfo J. Batista-Leyva

LABORATORIO DE SUPERCONDUCTIVIDAD,IMRE-FACULTAD DE FISICA, UNIVERSIDAD DE LA HABANA

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Superconductividad: el telegramaFunción de onda macróscopica

),(),(),( * tritrntr er

rr θψ =

Ecuación tipo Schrödinger

φψψψ *2

**2

1 qAqimt

i +⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −∇=

∂∂ rrh

h

Conservación de la carga

tJ s

s ∂∂−=⋅∇ ρrr

Ec. de la supercorriente

2**

*

* qnmdonde

qAJs =Λ∇−=Λ θ

rhrr

∫C

Cuantización del fluxoide

∫∫

∫ ∫∫

Φ=⋅∞→

×≈=ΦΦ=⋅+⋅Λ −

C

C Ss

nsdBCsi

TmqhdondensdBldJ

0

215*00

,

102

rr

rrrr

Little & Parks; Doll & Nabauer

n*=const.

×∇r Primera ec. de London

BJs

rrr−=Λ×∇

Re

t∂∂

Segunda ec. de London

EJt s

rr≈Λ

∂∂

Efecto Meissner

Resistencia cero

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Experimento de Kammerlingh-Onnes

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ρ vs. T: Parámetros esenciales

ρ

TTconTcTcz

SC

N

A

d

][ miV

dAR

dA Ω==ρ

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La medición: esquema general básico

IEEE488Lock inControlador T

in ref.horno Sensor T

out

R>>1

+-

Gen. funciones

Diodo Si

Hornito Crio

stat

o

Muestra

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El esquema en la concretaGen. funciones

Controlador T

Amp. lock in

Punta medición

TanqueN líquido

PreAmp

R

Fuente Hext

Mangueravacío

PC

Aire acond.

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La medición: método de las 4 puntas

Rm

12 >=s

c

s

m

RR

VV 1=

s

m

VV

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La medición: amplificador lock-inExperimento

Gen. funciones

Filtronotch

Desfasador

PreAmp _

+

G=–1

G=1

FET switch

Lock inREFERENCIA

RESULTADO

SEÑAL

DC

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La medición: el software

Parámetros a introducir:¿Rampa ascendente o descendente?(típica: ascendente)

Temperatura mínima [K](típica: 80 K)

Temperatura máxima [K](típica: 130 K)Velocidad de la rampa [K/min](típica: 2 K/min)

Campo aplicado [Oe]

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Tc para varios superconductores

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 199530

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

T c

Year

1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 19900

20

40

60

80

100

120

140 HTc's

Nb3SnNb

Hg

T c

Year

YBCO-123

LBC

O

BSSCO-2223

TBCCO-2224

HBCCO-1223

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ρvs T en superconductorespolicristalinos

granos juntura

corriente

Hext

corriente

Hext

Hext

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Policristales en un campo magnético:Obtención de la energía de activación

⎭⎬⎫

⎩⎨⎧−=

TkU

B

00 expρρ

0 . 0 0 7 2 0 . 0 0 8 0 0 . 0 0 8 8

0 . 0 0 1

0 . 0 1 0

0 . 1 0 0

1 . 0 0 0

T t r

H

T t r

µ 0 H a p ( m T ) 0 1 2 . 5 7 . 5 2 0 . 0 5 0 . 0

ρ / ρ 0

1 / T ( K - 1 )

1 1 0

1

0 . 3

0 . 5

5

2

S r 1 7 ( 0 . 3 0 ) S r 2 0 ( 0 . 4 5 ) S r 2 8 ( 0 . 2 5 )

U1

(e

V)

µ 0 H ( m T )

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Tareas en el laboratorio:

Obtener algunos parámetrosde la muestra bajo estudio(ej, Tc , Tcz , Tc

on, Uo)

Identificar la muestra medida(¿YBCO-123, BSSCO-2223,TlBCCO-2224 , ó HgBCCO-1223?)