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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
METODOS EXPERIMENTALES DE LA FISICA IIMedición de seňales eléctricas débiles: la transición resistiva en superconductores
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?)