[南京大学11级近代物理实验二(大四上学期)]高温临界超导体临界温度的电阻测量法VIP专享VIP免费

1 高温临界超导体临界温度的电阻测量法 樊磊 111242007 匡亚明学院 1 . 实验目的 1.1. 分别利用动态法和稳态法测量高临界温度氧化物超导材料的电阻率随温度的变化关系。 1.2. 通过实验掌握利用液氮容器内的低温空间改变氧化物超导材料温度、测温及控温的原理和方法。 1.3. 学习利用四端子法测量超导材料电阻和热电势的消除等基本实验方法以及实验结果的分析与处理。 2 . 实验仪器 2.1. 低温恒温器 实验用的恒温器如图 7-1 所示，均温块 1 是一块经过加工的紫铜块，利用其良好的导热性能来取得较好的温度均匀区，使固定在均温块上的样品和温度计的温度趋于一致。铜套 2 的作用是使样品与外部环境隔离，减小样品温度波动。提拉杆 3 采用低热导的不锈钢管以减少对均温块的漏热，经过定标的铜电阻温度计 4 及加热器5 与均温块之间既保持良好的热接触又保持可靠的电绝缘。超导样品 6 的安装是很重要的，前面已提及，样品要薄而平坦，用导电银浆粘接在均温块上；引线直径宜小，且与均温块保持良好的热接触及电绝缘。另外，样品电极的制作要可靠，以免经受低温冲击时引线脱落。铜电阻温度计的引线亦使用四引线法，以避免引线对测量的影响。测试用的液氮杜瓦瓶宜采用漏热小，损耗率低的产品，其温度梯度场的稳定性较好，有利于样品温度的稳定。为便于样品在液氮容器内的上下移动，附设相应的提拉装置。 图 7-1 低温恒温器 2.2. 测量仪器 它由安装了样品的低温恒温器，测温、控温仪器，数据采集、传输和处理系统以及电脑组成，既可进行动态法实时测量，也可进行稳态法测量。动态法测量时可分别进行不同电流方向的升温和降温测量，以观察和检测因样品和温度计之间的动态温差造成的测量误差以及样品及测量回路热电势给测量带来的影响。动态测量数据经测量仪器处理后直接进入电脑 X-Y 记录仪显示、处理或打印输出，稳态法测量结果经由键盘输入计算机作出 R-T 特性供分析处理或打印输出。 2 3 . 实验原理 3.1. 临界温度Tc 的定义及其规定 超导体具有零电阻效应，通常把外部条件（磁场、电流、应力等）维持在足够低值时电阻突然变为零的温度称为超导临界温度。实验表明，超导材料发生正常→超导转变时，电阻的变化是在一定的温度间隔中发生，而不是突然变为零的，如图 7-2 所示。起始温度Ts(Onset Point)为R-T 曲线开始偏离线性所对应的温度；中点温度Tm(Mid Point)为电阻下降至起始温度电阻Rs的一半时的...