Сверхпроводящий полупроводниковый материал

Сверхпроводящий полупроводниковый материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Л И С А Н И Е 961512

ИЗО6РЕТЕНИЯ

Союз Соввтсиих

Социапистичесиик

Республик

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.12.80 (21) 3227051/18-25 с присоединением заявки яв (23) Приоритет

Опубликовано 23.01.83. Бюллетень М 3 (5,1 ) М. Кл.

Н 01 Ь 39/22

9кудврствени11 квинтет °

СССР иа делам кзебретенкв к открытки (53) УДК 621.326 (088.8) Дата опубликования описания 25.01.83 (72) Авторы изобретения

И.А. Черник и С.Н. Лыков

1, 1;.

Ленинградский ордена Ленина политехничесф и институт им. M.È. Калинина (71) Заявитель (54) свеРхпРоводящий полупРоводниковый мдтг1 идл

Изобретение относится к полупроводниковым материалам, обладающим сверхпроводимостью при низких температурах, и может найти применение в измерительной технике и приборостроении.

Известны пять полупроводников, имеющих объемную сверхпроводимость: теллурид германия (GeTe). и олова (SnTe), титанат стронция (SrTiO>) включая смешанные бариевые и кальцйевые титанаты BaxSra кТ10з(х40,1) и

Са Ьг„Т10 (у<0,3) и тройная система 1В1Т12 (1 3. Расчетная и экспериментальная температура сверхпроводящего перехода Тс (критическая температура) имеет для полупроводников порядок 0,01-0,1 К, что значительно ниже Тс, характерной для большинства металлов (1-10К).

Для повышения критической температуры известных сверхпроводящих полупроводников в укаэанные соединения вводят небольwe количества легирую2 щих добавок, таких, как .ниобий, теллур, серебро, причем повышение тем:пературы перехода происходит в пределах того же порядка значений Тс (0,1К) .

Наиболее близким к изобретению являются сверхпроводящие полупровод:никовые материалы на основе теллурида металла IY группы таблицы Менде леева (германия и олова) .с добавкой теллура f2).

При этом достигают максимальную температуру Тс = 0,22К.

Такая температура технически труднодостижима, что делает использова. ние известных сверхпроводящих полупроводников в технике дорогостоящим.

Цель изобретения — повышение темzp пературы перехода в сверхпроводящее состояние, материала, т.е. примерно до 1-1,45 К, т.е. на порядок больше .значений Тс, характерных для прототипа.

3 961512 4

Цель достигается тем, что в изве" тые свинец, теллур и таллий, Гомостном сверхпроводящем материале на генизирующий отжиг образцов проводиоснове теллурида металла IY. группы ли в вакуумированных кварцевых ампуо с добавкой теллура в качестве метал- лах при Т 650 С в течение 100 ч. ла IY группы использован свинец, при 5 Образцы для калориметрических изэтом в него дополнительно введен мерений имели массу 130-140 r, От таллий при следующем соотношении ин- них электроэрозионным способом отрегредиентов, вес,4: зали образцы для электрических измеТеллурид рений с размерами около 3х4<20 мм „ свинца 97,8-99 з Для достижения сверхпроводящего сосТаллий 0,6- 1,4 тояния образцы охлаждают до критичесТеллур 0,4-0,9 кой температуры Тс любым из известОбразцы предложенного соединения с нык способов, в частности, откачразличной дозировкой добавок получают .кой паров жидкого гелия в криостапо известной методике металлокерами- 1 те., ческим способом из предварительно Результаты измерений температуры синтезированных слитков соответствую-. сверхпроводящего перехода образцов щих составов (см. табл.). Исходными теллурида свинца с разнымй количесткомпонентами при синтезе служили < вами таллйя приведены в таблице.

Состав образца, вес.4

Номер образца

Критическая температура

Тс (K), 99,3РЬТе+0,43Т1+0,27Te

99,1PbTe+0,5571+0,35Те

99,0PbTe+0,61Т1+0,39Те

98,7PbTe+0,79T1+0,51Те

98,5PbTe+0,9271+0,58Те

98,3РЬТе+1,04T1+0,66Те

98,0РЬТе+1,.28Т1+0,72Те

97,8РЬТе+1, 3971+0,81Òå наблюдающийся практически при этой же температуре, что и скачок p . .Величина наблюдаемого скачка теплоемI кости близка к его теоретическому значению при переходе к объемной сверхпроводимости.

Дополнительными доказательствами сверхпроводящего состояния

РЬТе<71) являются: а ) подавление скачка теплоемкости магнитным полем

НЪ2,5 кЭ (фиг. 2); б ) охлаждение образца при его адиабатическом намагничивании в магнйтных полях

Н 100 Э. Количественный анализ этого эффекта показывает, что PbTe(71>

4 является сверхпроводником П рода; в) уменьшение температуры скачкообразного изменения р в магнитном поле (фиг. 3) ° Зависимость критического магнитного поля Н от темпера2 туры имеет характерный для сверхпроводников вид.

Доказательство объемного характера сверхпроводимости образцов

РЬТе471> проводилось по общеприня40 той методике с помощью калориметрических и электрических измерений, На графиках (фиг. 1-3) приведены данные для образца h" 5 с Т = 1,4К.

Результаты получены для всех образцов с зарегистрированными Т rlK

45 (см, табл.).

Температурная зависимость удельного электрического сопротивления (фиг. 1) показывает скачкообразное падение р при Т=1,4К до уровня, не поддающегося точному измерению. Величина скачка сопротивления составляет не менее 2-3 порядков, что свидетельствует о возникновении сверхпроводящего состояния.

Объемный характер сверхпроводимос ти предложенного материала доказывает скачок теплоемкости С (фиг. 2), 0,63

0,96

1,13

1,34

1,39

1,41

1,43

1,45

96151

Формула изобретения

Сверхпроводящий полупроводниковый материал на основе теллурида металла IY группы с добавкой теллура, отличающийся тем, что, IS

Предложенное вещество - теллурид .свинца, легированный таллием с добавкой теллура, может быть использован с большей эффективностью и меньшими затратами, чем известные сверхпроводящие полупроводники в тех -. приборах, где существенно высокое сопротивление сверхпроводящего материала в нормальном состоянии, напри мер в сверхпроводниковых приемниках излучения (болометрах).

2 d с целью. перехода в сверхпроводящее состояние, в качестве металла IY группы использован свинец, при этом в него дополнительно введен таллий при следующем соотношении ингредиентов, вес.3:

Теллурид свинца 97,8-99

Таллий 0,6-1,4

Теллур 0,4-0,9

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коэн И. и др. Сверхпроводимость полупроводников и переходных металлов. И., "Иир", 1972, с. 62.

2. Коэн И. и др. Сверхпроводимость полупроводников и переходных .металлов И., "Иир", 1972, с. 16 (прототип) 1

М

И!

Фиаf

1,У Т,К

961512

1У 7м

Составитель В. Кручинина .

Реаактоо Е. Хейфиц Техрел Е. Харитонцик Корректор О. Билак

8 «Ям»

Заказ 10796/8 Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

Ilo делам изобретений и открытий

1 ДОЯ Москва Ж-)5 Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4