Flussquantisierung in supraleitenden Ringen: Experimente mit einem DC-SQUID
Betreuer: M. Sc. D. Reinhardt
Supraleiter
(SL) weisen unterhalb
einer kritischen Temperatur (Sprungtemperatur) einen zu
vernachlässigenden elektrischen Widerstand auf und
erlauben damit eine nahezu
verlustlose Stromleitung. Supraleitung ist ein
quantenmechanischer Zustand.
Modellbeschreibungen gehen von gepaarten Elektronen
(Cooper-Paaren) aus, die
der Bose-Einstein-Statistik gehorchen.
Es
werden Experimente
mit einem DC-SQUID (Gleichstrom – supraleitendes
Quanten-Interferenz-Bauelement),
bestehend aus einer YBaCuO-Dünnfilmstruktur durchgeführt.
Bei
dieser
hochtemperatur-supraleitenden oxidischen Verbindung liegt
die supraleitende
Sprungtemperatur oberhalb 77 K und eine Kühlung mit
flüssigem Stickstoff ist
ausreichend:
(a) Spannungs-Strom-Messungen
an
einem DC-SQUID, Bestimmung des kritischen Stromes,
Bestimmung des
Widerstandes im normalleitenden Zustand, Bestimmung der
charakteristischen
Spannung.
(b)
Shapiro-Stufen-Messung
(V-I-Messung mit Mikrowellen-Einkopplung), Bestimmung
der Fundamentalkonstante e/h aus den Messungen
(c)
Spannung-Fluss
Charakterisierung, Flux-locked-loop Messungen, Bestimmung
der
maximalen Spannungsmodulation für ein Flussquant,
Flussquantisierung in
supraleitenden Ringen, Bestimmung des Zusammenhangs
zwischen Ausgangsspannung
und dem
magnetischen
Fluss
(SQUID als hochempfindlicher Magnetfeldsensor).
