Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.
Скачать (прямая ссылка):
быть защищены двухслойным экраном из магнитного железа и меди, который
устанавливается в жидком азоте, окружающем дьюар с гелием.
Так как напряжения на образце очень малы, то находки от флуктуирующих
полей рассеяния, всегда присутствующих в пространстве, представляют
большую проблему даже после тщательного экранирования... От Зтих
трудностей можно практически избавиться, включив последовательно с
образцом в токовую цепь возможно большее сопротивление. При этом
создается как бы делитель напряжения, и на образец попадает только Малая
часть наводок. Такой метод... нельзя использовать При исследовании
участка вольт-амперной характеристики образца с отрицательным
дифференциальным сопротивлением, но вне этого участка метод был применен
Ьля большинства образцов.
Образец закрепляется непосредственно на переменном сопротивлении, которое
входит в состав фильтра
1 На рис. 14.1,8 это участок вольт-амперной характеристики, ШР ток
уменьшается с ростом напряжения,
293
высоких частот. Это обеспечивает механическую жесткость и возможность
точной и воспроизводимой регулировки положения образца при измерениях в
магнитном поле...
Образец представляет собой две металлические пленки, разделенные тонким
слоем изолятора. Подобные сандвичи алюминий - окись алюминия-метал
приготавливают путем напыления в вакууме алюминия на стеклянную подложку,
последующего окисления пленки, и вторичного напыления какого-либо металла
поверх окиси алюминия. Предварительно вырезается стеклянная подложка
размером 0,5X3 дюйма1, который позволяет ей пройти через сужение в дьюаре
с гелием. Затем на четыре угла стеклянной подложки наносится индий для
создания контакта между напыленными металлическими полосками и внешними
проводами. После этого подложка с индиевыми контактами промывается с
помощью соответствующих моющих средств, прополаскивается дистиллированной
водой, спиртом и высушивается в сухом азоте.
Далее стеклянная подложка устанавливается в на-пылительной установке так,
чтобы она находилась в вакуумной камере позади соответствующих масок.
Испарение происходит с танталовых ленточек... которые вместе с навеской
[металлом, предназначенным для испарения] предварительно прогреваются в
вакууме для смачивания их металлом. Испарение происходит при начальном
давлении не более 5 • 10-5 мм рт. ст.
-Приготовление сандвичей металл-изолятор - металл производится в три
этапа, как показано на рис. 14.4; подложка все время находится при
комнатной температуре.
Сначала на стеклянную подложку между двумя контактами напыляется полоска
алюминия шириной 1 мм и толщиной 1000-3000 А. Затем алюминий окисляется
при атмосферном или при немного меньшем давлении. И наконец, на слой
окиси алюминия между оставшимися двумя контактами напыляется слой какого-
либо из следующих металлов: Al, Pb, In или Sn - размером близкий к
размеру первой алюминиевой полоски.
1 Хотя на рис. 14.2 относительные размеры не выдержены, эти числа дают
представление об истинной величине установки.
294
Толщина слоя изолятора AI2O3 между полосками металла зависит от ряда
факторов... [Из них в статье упоминаются давление в установке при
окислении, время окисления, наличие паров воды в окисляющей атмосфере,
скорость и темпера,-тура напыления верхнего слоя металла, температура при
окислении и скорость напыления слоя алюминия.]
Регулируя в некоторых пределах эти параметры, можно изменять
сопротивление туннельного перехода площадью 1 мм2 в пределах 10-2-107
Ом...
Толщину оксидного слоя можно определить косвенным образом, вычисляя ее на
основе значения непосредственно измеряемой емкости перехода".
В первом сообщении Живе-ра в журнале Physical Review Letters в августе
1960 г. приводились измеренные им вольт-амперные характеристики,
аналогичные показанной на рис. 14.1,6. Живер отметил также, что угол
наклона кривой зависимости тока от напряжения при любом заданном значении
напряжения пропорционален плотности свободных состояний электронов в
сверхпроводнике. Этого и следовало ожидать, исходя из
теоретических представлений о туннелировании, которые Живер считал
"примитивными". Однако в их обоснованность в то время верили некоторые
теоретики. Эти представления получили дополнительное подтверждение Три
месяца спустя, когда Джеймс Никол, Сидней Ша-|Щро и Поль X. Смит сообщили
в журнале Physical I'Review Letters о наблюдении области отрицательного
Рис. 14.4. Приготовление образца.
Стеклянная подложка с индиевыми контактами (а), между контактами напылена
полоска из алюминия (б), полоска алюминия окислена (в); поперек
алюминиевой полоски напылена пленка свиица (г). Таким образом получается
сандвич А1-Ai2Oi-РЬ [Phys. Rev., 122 (1961), стр. 1103, рис. 3].
295
дифференциального сопротивления, изображенной на рис. 14.1,6. И наконец,
в статье, цитированной выше, Живер и Мегерле представили ряд вольт-
амперных ха* рактеристик обоих типов, измеренных для различных
сверхпроводников при различных температурах и магнитных полях. Все эти
