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

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 I_с(H) на основе снятой вручную серии ВАХ.
2. Разработка программы построения зависимости критического сверхпроводящего тока тестируемого образца, в зависимости от напряженности магнитного поля I_c(Н)
3. Испытание действия программы на повторном тестировании образцов: сравнение зависимости I_c(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 I_c(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