Проекты

Разработка прикладного программного обеспечения для тестирования экспериментальных структур сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник (SIS-переходов)

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Прикладная физика» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Программирование
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1212
Предметы: Физика, Математика, Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 18−20 апреля 2019 года

Цель

Разработать программное обеспечение для автоматизации тестирования экспериментальных оксидных SIS-переходов (Nb–Sr2IrO4–YBa2Cu3O7) на наличие проколов в прослойке изолятора.

Задачи

  1. Построение графика зависимости критического сверхпроводящего тока Iс(H) на основе снятой вручную серии ВАХ.
  2. Разработка программы построения зависимости критического сверхпроводящего тока тестируемого образца, в зависимости от напряженности магнитного поля Ic(Н)
  3. Испытание действия программы на повторном тестировании образцов: сравнение зависимости Ic(H), построенной вручную и автоматически.

Описание

Программа считывает из заданной директории «*.dat» файлы зависимости силы тока (I) от напряжения (V), полученные экспериментальным путем при разных значениях магнитного поля (H). Затем по заданному коэффициенту наклона касательной к кривой ВАХ отбираем значения критического тока. Программа получает значение критического тока для конкретного файла, фиксирует напряженность магнитного поля (H) из названия файла и строит график зависимости Ic(H).

Результат

В результате было разработано программное обеспечение для автоматизации анализа экспериментальных оксидных SIS-переходов (сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник) Nb-Sr2IrO4-YBa2Cu3O7 на наличие проколов в прослойке изолятора. Разработанное программное обеспечение позволит упростить первичное тестирование экспериментальных образцов, содержащих переходы Джозефсона, на пригодность к дальнейшему изучению и созданию на их основе устройств Джозефсоновской электроники.

Оснащение и оборудование

  • Малошумящий блок задания тока и снятия напряжения, изготовленный фирмой «НПО Криотон»
  • Синхронный усилитель Lock-In Amplifier 5301A
  • Температурный контроллер Neocera LTC-21
  • Датчики температуры
  • Платы National Instruments ЦАП/АЦП PCI-6221 и  преобразователь интерфейса PGI-GPIB
  • Источник тока Keithley 2440
  • Прокалиброванные магнитные соленоиды
  • Сосуд Дьюара
  • Микроскоп

Перспективы использования результатов работы

На данном этапе используются далеко не все возможности элементной базы, применяемой в проекте.

В планах на будущее у автора расширение функциональных возможностей программы для автоматизации исключения некорректных экспериментальных значений критического тока.

Сотрудничество

ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН