Priprava supervodljivog oksida YBa₂Cu₃O_7-d

Eksperimentalni dio

Prikaz rezultata

U Laboratoriju za magnetske rezonancije Instituta "Ruđer Bošković" izvršeno je mjerenje ovisnosti apsorpcije mikrovalnog zračenja o promjeni vanjskog magnetskog polja.

Magnetsko polje mijenjano je linearno od -40 G do +40 G.Trajanje posmaka bilo je dvije minute. Modulacija magnetskog polja amplitude a) 1 G b) 0,1 G

bila je 100 kHz. Frekvencija mikrovalnog polja bila je 9,28 GHz. Primjenjena je snaga mikrovalnog polja od 0.1 mW. Mjerenje je rađeno na 77 K. Na slici 12. prikazan je dobiveni spektar. Kao što je vidljivo uzorak je supravodljiv što dokazuje pojava histereze  prve derivacije ovisnosti apsorpcije mikrovalnog zračenja o promjeni magnetskog polja. Mjerenje je provedeno s dvije promjene modulacijeske amplitude. Kod proučavanja histereze signala amplituda modulacije igra bitnu ulogu. Modulacijsko polje povećava i smanjuje ukupno magnetsko polje frekvencijom 100 kHz. Pisač prilikom snimanja uzima srednju vrijednost signala što dovodi do toga da ako upotrijebimo veću modulaciju dobivamo suženu histerezu, ali i količina šuma postaje manja.

Slika 12. Prva derivacija apsorpcije mikrovalnog zračenja u ovisnosti o promjeni vanjskog magnetskog polja pri temperaturi od 77 K

Temperatura supravodljivog prijelaza određena je u laboratoriju Dr. Miroslava Požeka na Fizikalnom odsijeku Prirodoslovno-matematičkog fakulteta u Zagrebu. Uzorak veličine 1 x 3 mm smješten je u rezonantnu šupljinu kriostata (slika 14.), uređaja za mjerenje mikrovalne apsorpcije koji je shematski prikazan na slici 13.

Slika 13. Shema eksperimentalnog uređaja za mjerenje apsorpcije mikrovalnog  zračenja

Kao izvor mikrovalnog zračenja upotrebljen je klistron. To je elektronska cijev s danas najstabilnijim izvorima mikrovalova. Frekvencija klistrona je oko 10 GHz, a izlazna snaga oko 200 mW. Mikrovalovi se prevode uz pomoć cirkulatora do Suhnerove prijelaznice. Preko nje mikrovalovi dolaze na koaksijalni kabel koji završava u rezonantnoj šupljini. Istovremeno, cirkulator usmjerava reflektirane valove iz šupljine prema detektoru (Schotkijeva dioda). Također se istovremeno uz pomoć drugog autenatora zračenje iz klistrona dovodi na diodu, tako da je promjena struje u detektoru upravo proporcionalna promjenama u mikrovalnom zračenju. Reflektirano zračenje koje se dovodi na diodu modulira se pravokutnim pulsevima kako bi se moglo omogućiti smanjenje šuma faznim pojačalom. Izlazni napon iz faznog pojačala očitava se uz pomoć računala, amplituda tih naponskih impulsa proporcionalna je promjeni reflektirane mikrovalne snage u odnosu na referentnu vrijednost.

Mjerenjem temperaturne ovisnosti apsorpcije mikrovalnog zračenja za naš uzorak dobiveni rezultati prikazani su na slici 15. Kao što se može očitati s grafa, do smanjenja apsorpcije mikrovalnog zračenja dolazi kod temperature od 92,5 K koju uzimamo kao temperaturu supravodljivog prijelaza za naš uzorak YBa₂Cu₃O_7-d.

Slika 14. Kriostat za mjerenje mikrovalnog otpora Slika15. Određivanje temperature kritičnog prijelaza za uzorak YBa2Cu3O7-d