GB T 17711-1999 钇钡铜氧(123相)超导薄膜临界温度Tc的直流电阻试验方法.pdf

1、前言本标准参考了 国际标准草案 复合超导体剩余电阻比试验方法的制定方法和有关内容 按该国际标准的制定方法 标准的不确定度由循环测试的变化系数 确定 由国家超导技术联合研究开发中心组织和资助中国科学院物理研究所北京大学南京大学和中国科学技术大学的有关实验室对标准样品和大量实验样品进行了近两年的循环测试在可靠的实验研究的基础上起草了本标准本标准由中国科学院提出本标准由国家超导技术联合研究开发中心归口本标准负责起草单位 中国科学院物理研究所超导国家重点实验室本标准主要起草人邓廷璋尹渤 戴远东王世光 程其恒 汪成友参加本标准的循环测试的还有杨乾声刘宜平 肖玲 王瑞兰 王焕华周岳亮 胡晓东 熊光成连贵君

2、王继纯 张云杨森祖王华兵 周赣东曹烈兆和阮可青中华人民共和国国家标准钇钡铜氧 相 超导薄膜临界温度 的直流电阻试验方法国家质量技术监督局 批准 实施范围本标准规定了钇钡铜氧 相 超导薄膜临界温度 超导转变宽度 零电阻温度 的直流电阻试验方法本标准适用于膜厚为 的钇钡铜氧 相超导薄膜的临界温度 超导转变宽度零电阻温度 的测定 本标准不适用于多相和半导体型的钇钡铜氧超导薄膜上述参数的测定定义临界温度当电流磁场为零时 超导薄膜在某一温度以下呈现超导电性此特定温度规定为临界温度转变宽度超导薄膜由正常态向超导态过渡的温度范围零电阻温度超导薄膜保持直流电阻为零的最高温度和 的实验确定在直流电阻试验方法中

3、首先应测出超导薄膜的直流电阻 随温度 变化的关系曲线 曲线 然后用以下方法确定上述定义的各参数的确定在直流电阻试验方法中规定超导转变部分中点所对应的温度为临界温度 在超导薄膜电阻随温度变化的曲线 曲线上将远离电阻发生急剧变化的高温端数据作线性拟合 求得一直线 将超导转变部分中间的数据作线性拟合 求得另一直线 上述二直线的交点所对应的电阻值规定为正常态电阻 如图 所示 二分之一 所对应的温度值规定为 值 即转变宽度 的确定的 与 的 所对应的温度范围规定为 即的确定设定所用数字电压表的噪声电压 将电压 作为本方法中超导薄膜失超的判据 若薄膜样品通过的电流为 则所对应的电阻 为 在 曲线上所对应的

4、温度规定为图 曲线不确定度要求按本标准规定的方法测得的超导薄膜 和 的不确定度均小于样品制备将待检测的薄膜按常规工艺刻成条型条宽为 条长 电位引线内侧间距为在该薄膜上用蒸银或金的方法做好四个电极 在电极上用压铟方法引出四根引线 并将引线固定好 条两端的一对引线为电流引线条中间的一对引线为电位引线 要注意样品的保护 典型例子如图 所示图 样品制备恒温器恒温器能够使样品冷到液氮温度 能够在液氮温度到 之间控制样品的温度 或具有可变的升降温速率 为校验恒温器的测温准确度 预先测量标准样品尺寸约为 的紫铜块内装标定过的温度计 的温度 使其测量值和标准样品温度计的标定值的差值小于测量仪器测量样品电压的数

5、字电压表的分辨率 所用恒流源的不稳定度 温度计标定不确定度 测量仪器和温度计要经计量检定测量过程测量用四引线法 将样品用阿皮松 油脂或其他低温导热胶贴在恒温块上 使热连接良好 通过超导薄膜的电流密度小于 一般使用电流为 温度范围为液氮温度到在测量 曲线时可采用定点控温 控制温度变化 测量或固定升温速率通过升温降温 再升温或者降温 升温 再降温三次测量 使其温差 以找出合适的升温速率测量数据采集和处理在某一温度 样品通正向电流 测得正向电压 将电流反向测得反向电压 取电压平均值 求出该温度的样品电阻值 从液氮温度升温到 逐点测量 在超导转变附近至少每隔 采集数据一次 可得到 曲线如图 所示将 曲线上 到 的数据进行线性拟合 得到二常数 和 求出 的电阻将 曲线上电阻值从 到 的数据作线性拟合 得到二常数 和 由此得到电阻 和温度 的二个线性方程解此联立方程组得到求出 和 利用 曲线上的实验数据计算出对应的求出 取 曲线上 所对应的温度值为重复 至 三次求出 的平均值和不确定度测试报告测试报告内容包括样品名称 编号尺寸 制备工艺和制备单位测量仪器名称型号和恒温器结构测量电流的平均值及其不确定度曲线测量日期测试人检验人和单位主管签名测试单位盖章