160 likes | 380 Views
Moscow State Pedagogical University. NbN film ageing. Работу выполнила Максименко Анна Сергеевна, ученица 11 класса ГОУ СОШ № 546 г. Москвы Руководитель : Казакова Юлия Владимировна, учитель физики ГОУ СОШ № 546 г. Москвы. Исследование изменения характеристик тонких плёнок NbN
E N D
MoscowStatePedagogicalUniversity NbN film ageing Работу выполнила Максименко Анна Сергеевна, ученица 11 класса ГОУ СОШ № 546 г. Москвы Руководитель: Казакова Юлия Владимировна, учитель физики ГОУ СОШ № 546 г. Москвы Исследование изменения характеристик тонких плёнок NbN в прцессе старения 2011 год
MoscowStatePedagogicalUniversity Актуальность: При решении ряда современных экспериментальных и технических задач требуются приборы, изготовленные наоснове тонких сверхпроводящих плёнок, однако, со временем характеристики плёнок могут меняться, что сказывается на работе приборов. Цель работы: Изучить, как изменяются со временем основные характеристики тонких сверхпроводящих плёнок нитрида ниобия – критическая температура и ширина перехода в сверхпроводящее состояние.
MoscowStatePedagogicalUniversity Область исследования: Объект исследования: Тонкие сверхпроводящие плёнки нитрида ниобия Предмет исследования: Критическая температура, ширина перехода в сверхпроводящее состояние тонких плёнок нитрида ниобия Радиофизика
MoscowStatePedagogicalUniversity Изучить физические основы сверхпроводимости. Научиться пользоваться установкой для измерения Тс. Провести серию измерений Тс и ∆Т тонких плёнок NbN на сапфировой подложке и построить графики зависимости R(Т). Построить графики зависимости Тс(t) и ∆Т(t) и провести их анализ. Анализ литературы и материалов сайтов по данной теме. Беседа с заведующим технологическим сектором Учебно-научного радиофизического центра МПГУ Б.М. Вороновым. Наблюдение процесса измерения параметров тонких плёнок. Самостоятельное проведение серии измерений параметров тонких плёнок. Построение и анализ графиков зависимостей R(T), Тс(t), ∆Т(t). Задачи исследования: Методы исследования:
Место проведения работы Учебно-научный радиофизический центр МПГУ
Сверхпроводимость Явление сверхпроводимости было открыто в 1911 году голландским ученым Гейке Камерлинг-Оннесом. Оно заключается в скачкообразном падении до нуля электрического сопротивления при понижении температуры проводника до определённого значения называемого критической температурой Тс.
MoscowStatePedagogicalUniversity Устройство установки для измерения критической температуры
Основными элементами установки для измерения критической температуры являются: 1. Сосуд Дьюара 2. Макет 3. Устройство Multimeter HP 34401A для измерения сопротивления терморезистра 4. Устройство Solartron 7081 Precision Voltmeter для измерения сопротивления плёнки 5. Компьютер
MoscowStatePedagogicalUniversity Этапы процесса измерения критической температуры
Этапы процесса измерения критической температуры 1.Определение лицевой стороны сверхпроводящей плёнки. 2.Прикрепление кусочков индия для обеспечения надёжного контакта пленки с лапками макета. 3.Закрепление плёнки с индиевыми контактами на подложкодержателе макета. 4. Подключение приборов и запуск программы. 5. Погружение макета в сосуд Дьюара с жидким гелием (Т < 4,2 К). 6. Снятие показаний с приборов. 7. Полученный график сохраняем в виде файла (Приложение 1). 8. Вынимаем макет из сосуда с гелием и согреваем. 9. Производим снятие образца сверхпроводящей плёнки с макета.
Изучены физические основы сверхпроводимости. Изучена установка для измерения Тс и освоена методика её измерения. Проведено пять измерений (с интервалом в 14 дней) Тс и ∆Т тонкой сверхпроводящей плёнки NbN толщиной 3 нм на сапфировой подложке. Установлено, что значение температуры перехода плёнок в сверхпроводящее состояние со временем понижается (от 8,6 К до 7,4 К), а ширина перехода увеличивается (от 0,4 К до 1 К), то есть характеристики плёнок ухудшаются. Но примерно через 2 месяца процесс деградации прекращается, и параметры плёнки стабилизируются. Результаты исследования: MoscowStatePedagogicalUniversity
Гершензон Е.М., Гольцман Г.Н. и др. Детектор ИК-излучения на основе разогрева электронов в резистивном состоянии пленок из традиционных сверхпроводящих материалов. Касьянов В.А. Физика 11 класс. М.: Дрофа, 2003. – 416 с. Мнеян М.Е. Сверхпроводники в современном мире. – М.: Просвещение, 1991. www.ru.wikipedia.org http://www.vodovert.ru/lab.php?id=53 http://fps04.lebedev.ru/jobs/Section_A/Kaurova_291.pdf MoscowStatePedagogicalUniversity Литература сайты Интернета