[發明專利]一種基于二點Delta法的高溫超導材料轉變溫度測量方法

無效

• 申請號: 201110369890.X
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102507633A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 王三勝;程遠超;寧曉帥
• 申請（專利權）人: 北京鼎臣超導科技有限公司
• 主分類號: G01N25/12
• 分類號: G01N25/12
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明涉及超導電子學領域，具體的說，是一種基于二點Delta法的高溫超導材料轉變溫度測量方法，實現高精確測量高溫超導材料轉變溫度。?

背景技術

高溫超導材料制備技術目前發展已經比較成熟，而判斷它們性能優劣的指標有轉變溫度Tc、臨界電流特性Jc及超導表面微波電阻Rc等，超導轉變溫度Tc是衡量高溫超導薄膜樣品性能優劣的主要指標之一，具有高的超導轉變溫度點是超導材料及超導技術大規模應用的前提。?

目前測量高溫超導材料超導轉變溫度的方法主要有兩種：1)測量高溫超導材料的電阻隨溫度的變化，即電阻轉變為零時的溫度點；2)根據邁斯納效應測量高溫超導材料隨溫度變化時的交流磁化率來確定。其中測量超導材料隨溫度變化的零電阻方法可以方便直觀的看到被測樣品在不同溫度下的電阻值及電阻在某一溫度點突然轉變為零。之前測量超導樣品的方法是對被測樣品通以恒定電流的四線法，但是在長時間對樣品施加單一方向的電流會使被測超導材料兩端產生熱電勢，熱電勢的大小在測量較大電阻(如＞1Ω時)時可以忽略不計，但對于測量高溫超導樣品的轉變溫度，由于處于超導態的電阻為“零”，所以對這樣的熱電勢干擾不可忽略。?

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種基于二點Delta法的高溫超導材料轉變溫度測量方法，實現高精確測量高溫超導材料轉變溫度，且為高溫超導材料轉變溫度高精確測量的高可靠性和自動化提供了保證?

本發明一種基于二點Delta法的高溫超導材料轉變溫度測量方法，具體通過下述步驟來實現：?

步驟1：放置待測高溫超導材料；?

在真空低溫環境中放入被測高溫超導材料。?

步驟2：連接設備；?

真空室與制冷設備相連，被測高溫超導材料采用四線法與恒流源與電壓測量儀相連，其中恒流源通過與四根引線中外側兩根與被測高溫超導材料相連，電壓測量儀通過另外兩根引線相連，溫度傳感器與溫度測量儀相連，溫度傳感器放置于真空室內，位于被測高溫超導材料處；上位機內設置的PCI開關量卡輸出端與恒流源的外部控制接口相連；上位機與溫度測量儀相連。?

步驟3：開啟制冷設備、上位機、電壓測量儀、電壓測量儀、恒流源，進行高溫超導材料轉變溫度的測量；?

a、真空室內降溫；?

通過制冷設備為真空室內部降溫。?

b、獲得被測高溫超導材料在溫度T₁時的電壓V₁；?

通過溫度測量儀采集t₁時刻溫度傳感器測量得的真空室內溫度T₁，并發送給上位機進行保存；同時，通過恒流源為被測高溫超導材料施加正向或反向電流I₁，使被測高溫超導材料兩端產生電壓，通過電壓測量儀測量并顯示被測高溫超導材料在溫度T₁時的電壓V₁，并將測量到的數據發送給上位機進行保存。?

c、恒流源換向；?

隨后通過PCI開關量卡的TTL電平輸出進而控制恒流源換向輸出，使恒流源為被測高溫超導材料施加反向或正向的電流I₂，且I₂＝I₁。?

d、獲得被測高溫超導材料在溫度T₂時的電壓V₂；?

通過溫度測量儀采集t₂時刻溫度傳感器測量得的真空室內溫度T₂，并發送給上位機進行保存；同時，通過電壓測量儀測量并顯示被測高溫超導材料在溫度T₂時的電壓V₂，并將測量到的數據發送給上位機進行保存。?

e、獲得被測高溫超導材料在溫度T₁與溫度T₂時的平均電阻值；?

上位機根據接收到的電壓V₁與V₂，通過二點Delta法進行數據處理：根據V₁＝IR+Vr；V₂＝-IR+Vr，將V₁與V₂聯立方程組，得到被測高溫超導材料在t₁時刻與t₂時刻的平均電阻值R＝(V₁-V₂)/2I，并進行保存；其中，Vr為產生的熱電勢和干擾噪聲。?

步驟4：得到被測高溫超導材料電阻隨溫度的變化曲線；?