Исследование динамических характеристик сверхпроводников в магнитном поле методами изгибных и крутильных колебаний

• Автор: Пантелеев, Игорь Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 202 c. : ил

1. Магнитомеханические эффекты в сверхпроводниках
1.1. Прямые измерения магнитных моментов сверхпроводников
1.1.1. Магнитный момент сверхпроводящих пленок
1.1.2. Анизотропия магнитного момента и пиннинг магнитного потока
1.2. Исследования магнитных моментов и динамики магнитного потока в сверхпроводниках методом крутильных колебании
1.2.1. Магнитный момент и диссипация энергии в сверхпроводниках
1.2.2. Движение магнитного потока в сверхпроводниках первого рода
1.2.3. Динамика магнитного потока в сверхпроводниках второго рода
1.3. Характерные особенности магнитомеханических эффектов
в звуковом диапазоне частот
1.4. Постановка задач для исследований
2. Методика проведения эксперимента, материалы и оборудование
2.1. Установка для измерения декремента затухания изгиб-ных и крутильных колебаний сверхпроводящих пластин
в магнитном поле
2.2. Стецц для определения критических параметров сверхпроводников. ..'
2.3. Получение и основные параметры образцов
3. Комплексная магнитная поляризуемость сверхпроводящих пластин в магнитном поле
3.1. Связь между экспериментально измеряемыми характеристиками и комплексной магнитной поляризуемостью
3.2. Феноменологическая модель для комплексной магнитной поляризуемости

4. Исследование поведения колеблющихся сверхпроводящих пластин в магнитном поле
4.1. Влияние магнитного поля на поведение образцов в нормальном состоянии
4.2. Поведение сверхпроводящих пластин, совершающих крутильные и изгибные колебания в постоянном магнитном поле
4.2.1. Экспериментальные результаты для образцов
на основе свинца
4.2.2. Результаты исследования сплавов La-М
4.2.3. Исследование пленок ниобия и ванадия
4.3. Обсуждение экспериментальных результатов
4.3.1. Область мейсснеровского состояния
4.3.2. Область промежуточного для СП I и смешанного для СП П состояний
4.3.3. Область поверхностной сверхпроводимости
5. Динамические характеристики сверхпроводников в смешанном состоянии
5.1. Исследование отклика в сверхпроводящих поликристал-лических сплавах на основе РБ-С/іг
5.2. Изучение динамики магнитной структуры в монокристаллах Nfe и Nk-Mo
Выводы.
Литература

Низкие температуры и сверхпроводимость, в том числе находят широкое применение в различных отраслях науки и техники. В настоящее время разрабатываются различные устройства с использованием явления сверхпроводимости, например, в электромашиностроении [I] , транспортер] , приборостроении [3] и т.д. При этом большой интерес представляет изучение магнитомеханических эффектов, понимание которых связано с исследованием характера отклика на малое внешнее возмущение магнитной структуры сверхпроводников, возникающей в присутствии магнитного поля. Такие исследования проводятся различными методами, например, токовыми, индуктивными, механическими [4 ] . К последним, относятся методы изгибных и крутильных колебаний. С их помощью подробно изучен отклик сверхпроводников в постоянном магнитном поле на переменное электромагнитное поле, индуцируемое движением образца, в инфразвуковом диапазоне, в то время, как характер отклика в звуковом диапазоне частот, имеющем большое практическое значение, исследован недостаточно [5,6^ . В связи с этим понятна актуальность изучения магнитомеханических эффектов в этом диапазоне частот. Особенно важными являются исследования магнитомеханических характеристик тонких сверхпроводящих пластин. Это связано с тем, что в различных криогенных приборах, в том числе для гравиинерциальных измерений, широко используются конструктивные элементы различной геометрии, имеющие тонкослойные покрытия из сверхпроводящих материалов, в которых магнитомеханические эффекты могут быть весьма существенны.
Результатом проведенных в диссертационной работе исследований явилось всестороннее изучение характера магнитомеханических эффек-

тов в сверхпроводящих пластинках, начиная от пленок толщиной 10 см
3. Механический и диффузионный вакуумные насосы позволяли

откачивать криостат и рабочий объем до давлений 10 Па, а с помощью натекателя напускать в рабочий объем для теплообмена газообразный гелий с парциальным давление ~ I * 2 Па.
4. Для измерения логарифмического декремента затухания ( $ ) и собственной частоты колебаний ( | ) образцов, совершающих из-гибные и крутильные колебания, использованы различные сменные датчики, которые подключаются к электронной схеме. Елок-схема представлена на рис.2.1. Здесь в гелиевый криостат I со сверхпроводящей магнитной системой 2 помещается один из измерительных датчиков. В обоих случаях образец 3 устанавливается параллельно неподвижному электроду 4, образуя с ним емкость С ~ 2 - 3 пер . Одновременно емкость ;/С включается в контур высокочастотного генератора (с основной частотой ~ 100 мГц). При колебаниях образца, происходящих за счет его электростатической раскачки напряжением звукового

генератора ГЗ-34, емкость С периодически изменяется, что приводит к модуляции высокочастотного сигнала. Частотно-модулирован-ный сигнал подается на девиометр типа СЗ-4, где происходит демодуляция - выделение низкочастотной составляющей. С помощью осциллографа типа С1-68 контролируется форма и величина сигнала, частотомером типа 43-33 измеряется частота колебаний. Для измерения величины £ определяется количество колебаний (И ), совершаемое образцом при затухании между двумя уровнями амплитуд Л , и Д2 .С этой целью используются амплитудный дискриминатор и счетчик импульсов типа Ф5007. Логарифмически^декремент затухания определяется по формуле
* А