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1、绍12.幼4脚1二2年12月矿冶工程MIINNGANDMAE TL L UR GI C ALGE NINEER INGVol。12地4Deeem加t1992 了一门J| |洲高温超导体R一T测量中的几个问题陈继平杨国文万毅季红熊亚辉林蔚(长沙 矿冶研究 院)摘共本文从超导体 在没有外磁场存在的条件下,一个稳定的超导相的零电阻沮度应该是个定值出发,通过升沮和降沮实验目定.在O.IK内是致的,即本系统解决了沮度计翻 出的表观 沮度和超 导体样品本身的真实沮度的一致性 同题。R一r曲线的形态和样品本身的结构、超导相构成通路的情况及引线接点质里等诸多因素有关。关.祠表观沮度零电阻祖度超导相R一T曲线超
2、 导电性是在测量水银的直流电阻和温度的关系时发现的,这种测试 方法具有测量装里简单、可 用于批量测试的特点,而比热法和磁测法都难用于批量测试。对于已经证实的超导相而言,若只是完善制备工艺,则直 流电阻法独具特点。在寻找新的超导体方面,它和磁测法配合,相互印证,而批量测试 进行筛选,可极大地减轻磁测量的负荷,更显出直流电阻法的优越性。无论采用什么方法测量,首先要解决的关键问题是温度计侧出的表观温度和超导体样品本身的真实温度的 一致性问题。本文讨论温度的 一致性问题及R一T测 量的相关问题。1温度的一致性问题在研究物性和温度的关系时,任何物性都要求样品本身的真实温度和温度计测出的表观温度相一致。超
3、导体的零电阻温度更是如此。目前,正在研究的高温超导体,其零电阻温度在9 0一13 0K,超 过了液氮的沸点,因此,采用变温装置进行测量。而定点静态恒温测盘特别费时,每一个定点要达到温度平 衡,都需要较长时间,同时,定点还 难 于选取,尤其是在超 导起始点和终点附近,所以,一般采用动态变温测量。这就需要样品 电阻和温度计 电阻对变温的响应时间相匹配,即温度计测出的表观温度和超导体样品本身的真实温度相一致.一个特定的超导体样品的特定超导相的零电阻温度在没有外磁场存在的条件下,如果它是稳定的,只和温度有关,无论采用升温测试还是降温测试,它的零 电阻温度应该十分接近,亦即是一个确定的定值。我们正是根据
4、这种基本原理,对一个稳定的超导体样品,按照微机自控Tc测试系统的正常运行,在一段时间内进行了8次降温测试2,Teo值 在0.IK内 是一致的,5次升温测试结果彼此相差甚远,和降温测试结果相差也很大,只有其中的控制升温测试结果和降温的测试结 果 在。.I K内是一致的。从而,实验证明了本系统降温测试时温度计测 出的表观温度和超导体样品本身的真实温度是一致的,亦即本系统 获 得的Tc值是准确,可靠的。升温和降温 的R一T曲线如图1。ZR一T曲线形态的几个相关间题2.1多路摸拟开关对曲线光滑程度的影晌曲线的光滑程度和样品 的阻值有关,主第4期陈继平等:高沮超导体R一T侧t中的几个同魔肚 一一一一,-
5、一-一一一”一一一一一一一 一一-.一 一一一一一 一、, , 厂厂 11,l:匀 。渝十一一忘一一一六游T一K图1控制升温和降温R一T曲线附表直接从样品两端和经过多路模拟开关采样所得结果直接从样品两端经过多路棋拟开关时间电压降,mV时间电压降,mV右的跳动,它直接影 响到曲线的光滑程度,祥 品的阻值很大,曲线就是细线,反之如果样品的阻值很小,曲线就呈粗线。2.2超导相 结构问且大量的高温超导体 样品的R一T侧t表明,绝大部分样品的R一T曲线形态正常,只有小部分样品的R一T曲线形态异常,5种典型的异常曲线如图2所示,尽管它们的形态各异,但不具备超导相结构却是相同的。2.2入14,2 411 8
6、1 4:2 4:321 4,24:4 614:2415 01 4:2 5.1 314.2 5.281 4:25:4 21 4*2 5*5 614126.1414.2 612 714.2 6.4 61 4:2 6,5 71 4一2 711 51 4:2 7.281 4:2 7.421 4一2 8一心014一28:1 81415 6rl了1 5.1 0:161 5152.160。勺166920。0166 720。0 1662 90。01662压0。0165850。0 1654 90一0165600。0165330。0164940。016 4810。01 6 4820。01 6 4 710。01 6
7、4500。0 164 610。01 6 4310一0 164 1 10。0 6 3720一0 1632 70。0 1 6 3 4 10。016 2 8 0羹羹笋笋侧口叮与;12*1 2:2 312:12,3 6. 02.01214 81.0T,义0 21 52 74 05 20 5品舀目 J 心叨 ,口.口J,12,图之5种典型的R一T异常曲线2.3引线接点质盆问口 具有超 导相结构的样品,如果电流电位引线特别是电位引线接点质童低劣,亦即接点电阻很大,会造成检测的失败,图3就说明了这个问题。自 J , ,山介,目自勺,二.且,二,且,l,.二12.14117叭12,1 4一3 0目侧12.14
8、.4 212:14一5 4品 J 确0唱几心自1 2*1512.15.0.、,、曰. 胜12.15.3 812.150。0 3 79800。0 366690。0415 040。04 0 4900。0 3 59470。03 77390.03719 20。0 3748 30。0420 540。0369780。0 3胜7370。0 4 1 32 20。0 3 87380。0 4 1 8180。0 4 13530。0 3 63390。0 3 546 70。0 3 64 590一04 0 7520。031835之之上二7 7 7. 01. 0 r,k280 n35应.00门1弓66舟b,占曲.二月.二.
9、古. .2峥弓曰,二,二弓.迸丸要是多路模拟开关的 电压降不稳所致,附表列出直接从样品两端和经过多路模拟开关采样所得结果。在多路模拟开关上有一个2。林v左有的电压降加在样品电压上,并有5卜v友图3引线接点质t对R一T曲线的影响2.翅导相连成通路问皿 具有超导相结构样品的R一T曲线形态取决于超导相连成通路的情况。如果样品只有一个超导相,则R一T测出的是单相,如果样品具有两个或两个以上的超导相,首先取决于高T。相是否连成通路,如 果高T。相6 2矿冶工程第21卷沙犷Z连成了通路,则R一T测出的是,单相 如果高Tc相. 连不成通路而是与低T。相共同连成通路,则R一T测出的是多相,如果 超 导相根本连
10、不成通 路,则R一T曲线仅在相应超导相转变温度处有一突 变,但电阻的相对变化量很小。所有这几种情况示于图4。3结论级侧0 .口80了“28 0,图4超 导相连成通 路对R一T曲线的影响在超导体的R一T测量中首先需要解 决的关键问题是温度计测出的表观退度和超导体样品本身的真实温度的一致性问题。作者系统的温度计测出的表观温度和超导体样品本身的真实温度是石致的。R一T曲线的形 态和样品本身的结构、超导相构成通路的情况及引线接点质量等诸多因素相关。参考文做1季红。高沮超导体,第二 届全 国高沮翅导学术付沦会论文集,宝鸡.19 8 8.3 972陈继平 等。低 沮物 理学报,199 2,(14).63S
11、OMEPROBLEMSO加THE R一TM【ASOREME加TS FORHI右H一TCSOP【RCO加O”CTORSChenJ IPingJiHo ngYangGu owenWai fYiXiongY iahuiLinWei(Cha 凡gshaRe se arehInstit“teofMininga ndMetal l“rg夕)口咬 A bstraetForasuPe reo nduetor,zeror e sistaneetemPe ratur esme asur e注bytheauthor,smea写u r ementsystemwe r einagr e ementwitha etuav
12、alue swithin士o.IK,whiehsugge ststhattheagr eementbetwee ntheaPPa r enttemPe ratur e sa nda etu alvaluescanbee n s u r edusingtheme a s ur eme ntsystemonon eha nd,a ndref le ctsthefa etthatthez e r oresistaneetet nPe r aturefo rastablesuPereondu etingPhas eisaconstantv alueo ntheothe rhndinze r ofield.ltwasfoundthattheshaPeofaR一TeurvedePendsontheeonstruetionofS amPleS.e ommu nic ationofsuPe r e-o nductingphasesandthequ alityoftheleadeontaets,ete.Kevwords:Supere o ndu etingpha s e,R一Teurve,aPParenttem Pe r atur e,Zer oresistaneetemPe ratur。/一
