FD-TX-RT-Ⅱ软件的校准
在操作中发现，温度 降到最低点时，软件 采集点显示69.19K， 而液氮温度为77K。 校准：记录纸上采集 点位置所占方格数乘 以3.91，再查表即可 得温度的数值。将标 准样品进行测量并用 该方法校准，验证了 软件确实存在误差， 校准方法是正确的。
五、思考题
1、为什么采用四引线法可避免引线电阻和接
常规超导材料和高温超导材料
超导研究需要解决的问题
• 超导现象产生的微观机制？
• 获得具有更高超导温度的材料？
• 超导材料的制备和应用技术？
高温超导转变温度的测定
实验目的：测量超导材料的转变温度Tc R-T曲线 测物理量：电阻 R、温度 T
实验方法：标准 V-I 四引线法，伏安法
实验仪器：FD-TX-RT-Ⅱ高温超导转变温度测定仪
2. 测量仪主机部分
温度计电压：放大40倍
样品电压：放大1000倍 可调
样品电流：1.5～33mA
可调
温度计电流:1.00mA
固定
3. 测量仪连线示意图
实验探棒和 前级放大器
低温液氮杜瓦
测量仪主机
R-T曲线测试流程
R
计 算
U样品=I0R
样品
T
U温度计 R T
查 表
U样品，I0
U温度计
三、实验步骤
YBa1Sr1Cu3O7-δ 的R-T曲线
所制得的样品具有超导性，样品较稳定、性征明显
超导零电阻温度Tc为 84.5 K；
YBa1.8Sr0.2Cu3O7-δ 的R-T曲线
样品明显失超，降温与升温曲线呈现非金属性 且不重合。初步认为样品质量存在问题。
紫外线照射后YBCO的R-T曲线
试图观察紫外线能否改变其超导性能。但 效果不显著 ，未能进行对比实验 。
近代物理实验
超导转变温度测量
问题
• 1.什么是超导材料，超导材料的转变温度 是指什么？ • 2.实验中如何测电阻？ • 3.实验中如何测温度？
超导材料的特性
完全导电性：零电阻，可制造无损耗或 者损耗极小的高强磁体，用于加速器、 核聚变装置、核磁共振和磁分析仪等节 省能源，制造超导电缆材料
完全抗磁有可能远远超过待测样品的阻值。
_
UX
+
为了减小引线和接触电阻对测量的 影响，通常采用“四引线测量法”，
I+
-
I-
ΟΟ
ΟΟ
四引线法测电阻原理图
U 样品 R样品 I 样品
二、实验仪器
FD-TX-RT-II高温超导转变温度测定仪
（1）低温液氮杜瓦：
盛放液氮的容器
（2）探棒和前级放大器：安装样品和温度计，插入低温杜瓦实现变温． （3）测量仪主机：
测量：U样品，I0， U温度计
1.探棒及样品架
1、样品室外壁和内部样 品架均由紫铜块加工而成， 通过紫铜块外壁与液氮的 热接触，将冷量传到内部
紫铜块样品架中。
2、超导样品为常规的四 引线接头方式，其电流、 电压引线分别连接到样品 架的相应接头上。 3、样品架的温度由装 于其块体内的铂电阻温 度计测定。
触电阻的影响？
2、用液氮制冷技术应该注意哪些事项？ 3、Pt100电阻温度计 的主要测温原理？
△
Tc 。
FD-RT-II超导转变温度测试软件
四、结果分析
样品Ｒ－Ｔ曲线图：
Tc (onset) 开始偏离正常态温度 Tc (mid) 中点温度，超导体临界温度 Tc0 零电阻温度
超导体从正常转变为超导态的转变曲线
YBa2Cu3O7-δ 的R-T曲线
所制得的样品具有超导性，样品较稳定、性征明显 超导零电阻温度Tc为 90.5 K；
温度计电压：
UT= I ·R
随温度变化
放大40倍
R(T ) aT b
温度计电压显示：U =40 UT
注：铂电阻温度计在室温到液氮温区内，满足: 根据UT查表或软件转换即可得到T的大小
电极制作：四引线法
即每个电阻原件都采用四根引线，其中两根为电流引线， 两根为电压引线。
I+ V+ V- I低温物理实验装置的原则之一是必须 尽可能减小室温漏热。
一、测量原理
1、零电阻现象：在一定低温下，导体的直流电阻突变为零。 2、转变温度TC ：R突变为0时的温度。 即：T=TC 时，R=0
3、超导产生条件：
(1) 样品中通直流电
R
一般导体 超导体
(2) T样品 TC (3) j样品 jC (4) H样品 HC
0
4.2k
T
样品电阻 R 的测量
U 样品 伏安法： R样品 I 样品
样品电流： I = 1.5～33 mA 取10mA
样品电压: U 样品
样品电压显示： U 默认放大1000倍 可选放大倍数 2000 6000 10000
样品温度 T 的测量
样品架的温度由铂电阻温度计测定
铂电阻温度计： 电阻R随温度变化 温度计电流： I = 1.00 mA 固定
1、连接电路：将放大器上的航空头分别接到主机上对应的航 空插座上。 2、记录数据：开启电源，设置样品电流10mA，打开软件自动 采集R-T数据，并手动记录主机面板上温度计电压和样品电压。 3、插入探棒：降温（室温-液氮77K）探棒插入液氮深度影响 温度变化速度，注意深度。取出探棒时即为升温过程。
4、处理数据：求样品的阻值Ｒ和对应的样品温度Ｔ。 做Ｒ－Ｔ曲线，并确定超导转变温度Tc
超导材料的发展
1911年 昂纳斯 发现Hg的超导电性 4.2K 0.3K/year
1959年 BCS理论 预测最高超导温度限值 约40K
1973年 Ni3Ge 约23K 保持记录近13年 1986年 IBM实验室Bednorz和Mü ller Ba-La-Cu-O 35K 1987年 开启液氮温区(>77K)超导体的新时代-大跃进 达93K 七大氧化物系列超导体 最高纪录 HgBa2Ca2Cu3O8-x 常压134K 高压165K