43685

Оптимізація методик формування переходів Джозефсона шляхом зміни функцій розподілу прозорості в них

Дипломная

Физика

Існують різноманітні види ДК, про які буде сказано нижче, але ефекти Джозефсона проявляються тільки при виконанні умови малості зв’язку між двома надпровідниками (см. ). Якщо ця умова виконується, то струм,який протікає крізь слабкий зв‘язок двох надпровідних комірок містить надпровідний струм , який є функцією різниці фаз двох хвильових функцій параметрів порядку надпровідників.

Украинкский

2013-11-06

2.35 MB

3 чел.

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Кафедра нанофізики та наноелектроніки

Оптимізація методик формування переходів Джозефсона шляхом зміни функцій розподілу прозорості в них

Випускна кваліфікаційна робота бакалавра студента 4 курсу

радіофізичного факультету

Жабка Дмитра Сергійовича

Науковий керівник

д. фіз.-мат. н., доц.

 Прокопенко Олександр Володимирович 

Рецензент

д. фіз.-мат. н., проф.

Мелков Геннадій Андрійович

До захисту допускаю:  Завідувач кафедри:

д. фіз.-мат. н., проф.

Коваль Ігор Пилипович

Ухвалено на засіданні кафедри  «__» _______2011 р., протокол №___

Київ 2011

Р Е Ф Е Р А Т

Бакалаврська робота: с.(37), рис.(22), джерел (11).

В даній роботі розглядається транспорт заряду в контактах Джозефсона з різними розподілами прозорості в них. На базі комп’ютера та ЦАП/АЦП було спроектовано, змонтовано та налагодженно експериментальні установки для автоматизованого вимірювання, оцифровування, обробки та запису квазічастинкових ВАХ контактів Джозефсона з різними розподілами прозорості в них та їх залежностей диференційного опору від напруги зміщення методом детектування гармонік. Створено програмне забезпечення для керування експериментом, яке дозволяє покроково вимірювати, оцифровувати та обробляти характеристики переходів, досягаючи будь-якої необхідної точності та високої роздільної здатності при  вимірюванні залежностей. На розроблених установках були проведені виміри квазічастинкових ВАХ та залежностей диференційного опору від напруги зміщення переходів Джозефсона з різними розподілами прозоростей. Було встановлено невиконання закону масштабування форми ВАХ із зміною величини прозорості барєрів для контактів Джозефсона, що характеризуються великими значеннями прозоростей бар’єрів. Отримані експериментальні залежності інтерпретуються на базі теоретичної моделі багаторазових Андріївських відбивань квазічастинок в переходах Джозефсона. Встановлено що їх неможливо описати за допомогою універсальної функції розподілу прозоростей, теоретично запропонованої Шепом і Бауером для розупорядкованого інтерфейсу. Продемонстровано, що експериментальні залежності описуються на базі використання модифікованої функції розподілу прозоростей Шепа-Бауера зі змінними межами інтегрування. Встановлено значення параметрів модифікованого розподілу прозоростей  для кожного дослідженого контакту Джозефсона.  

КОНТАКТИ ДЖОЗЕФСОНА, ВЕЛИКА ПРОЗОРІСТЬ БАРЄРУ, КВАЗІЧАСТИНКОВІ ВАХ, МОДИФІКОВАНИЙ РОЗПОДІЛ ШЕПА-БАУЕРА.

Зміст

Вступ                   4

1. Огляд літератури                 7

1.1. Ефекти Джозефсона                7

1.2. Методика створення тонкоплівкових контактів Джозефсона          11

2. Експериментальна частина               15

2.1. Установка для створення контактів Джозефсона              на основі ВТНП MoRe                    15

2.2. Створення установки для автоматизованого вимірювання квазічастинкових ВАХ та їх похідних для контактів Джозефсона          19

2.2.1. Схема установки для проведення вимірів      квазічастинкових ВАХ  та їх похідних              19

2.2.2. Налаштування АЦП  L783 за допомогою програмного       комплексу LGraph2                 23

2.3. Аналіз отриманих результатів               27

2.4. Розгляд транспорту заряду у контактів Джозефсона за допомогою багаторазових андріївських відбивань              30

Висновки                   35

Список літератури                 36

Додаток А                   38


Вступ

Наше життя вже кілька останніх десятиліть тісно повязане з самими різноманітними мікроелектронними приладами. Вже майже неможливо уявити своє життя без таких буденних речей як мобільний телефон, чи компютер. Технологічний процес виготовлення надвеликих мікросхем, які є основним елементом цих приладів, постійно прогресує. Загальні засади розвитку мікроелектроніки можна якісно охарактеризувати як:

  •  групова технологія виготовлення;
  •  збільшення ступеня інтеграції схем;
  •  зменшення лінійних розмірів елементів.

Але на шляху розвитку мікроелектроніки існують принципові фізичні завади, які перешкоджають подальшому екстенсивному розвитку:

  •  проблема відводу тепла від схеми;
  •  термічна дифузія атомів в напівпровідникових структурах стає важливим фактором (особливо домішок);
  •  лінійні розміри елементів досягають межі прояву розмірних ефектів.

Науковці всього світу працюють над пошуком альтернативних шляхів розвитку мікроелектроніки, зокрема одним з найбільш пріоритетних напрямів вирішення цієї проблеми є побудова схем на надпровідниках.

Після відкриття у 1911 році явища надпровідності було відкрито велику кількість фізичних ефектів, не притаманних іншим матеріалам. Найпершим знайшов своє застосування ефект відсутності опору в надпровідному стані – магістральні лінії передачі електроенергії побудовані на надпровідниках, що значно зменшує втрати енергії. Також були створенні надпотужні надпровідні магніти, які дозволяють створювати гігантські магнітні поля, при малому розмірі самих магнітів.

Основною проблемою при використанні надпровідних приладів являється необхідність охолодження до наднизьких температур T<10К. Охолоджувальні установки використовують зріджений гелій, що робить їх небезпечними у використанні і значно підвищує собівартість таких систем. З відкриттям високотемпературних надпровідників (ВТНП) ця проблема значно зменшилась, так як критичні температури переходу в надпровідний стан для цих матеріалів перевищують 77К, що дозволяє використовувати рідкий азот в якості кріоагенту. При цьому критична температура ВТНП постійно зростає і вже перевищує 110К.

Одним з самих визначних явищ надпровідності є ефекти Джозефсона та побудовані на його основі контакти Джозефсона. Вже широкого використання в наукових лабораторіях набули надчутливі прилади для вимірювання магнітних полів (СКВІДи), використовується еталон напруги на контактах Джозефсона. На їх основі вже були винайденні різноманітні схеми елементів, робота яких аналогічна до відповідних напівпровідникових елементів, а деякі характеристики елементів на контактах Джозефсона досягають рекордних значень. Також була розроблена відповідна бінарна логіка для надпровідникових елементів.

Контакти Джозефсона також мають багато переваг при використанні в комп’ютерних технологіях, зокрема дуже малі втрати потужності при надмалому часі їх переключення. При створенні комп’ютерних систем на контактах Джозефсона необхідно слідувати деяким принципам мікроелектроніки, зокрема важливою є групова технологія і зменшення лінійних розмірів елементів. Це призводить до підвищення ступеню інтеграції та зменшення впливу паразитної ємності переходу. Але при цьому необхідно використовувати контакти Джозефсона з великим значення прозорості барєра. Це пояснюється тим, що при сталій критичній густині струму зменшення площі контакту призводить до зменшення величини струму крізь контакт Джозефсона, для того щоб величина струму була достатня для надійної роботи, необхідно збільшувати прозорість тунельного бар’єру. Ці контакти вже не можна характеризувати одним значенням прозорості D, в них зникає ефект масштабування ВАХ. Однією з найбільш важливих характеристик такого джозефсонівського контакту є розподіл прозорості бар‘єру. Ця характеристика має індивідуальний характер для кожного контакту.

Ця робота присвячена експериментальному дослідженню контактів Джозефсона з великою прозорістю бар’єра з різними розподілами прозорості в них, зокрема детальному аналізу транспорту заряду в них. Метою є створення експериментальної установки на базі персонального компютера з вбудованим блоком ЦАП/АЦП для автоматизованого виміру, оцифровування та запису квазічастинкових ВАХ та їх похідних, тобто залежності диференційного опору від напруги та аналіз отриманих кривих. Для реалізації експерименту також є необхідним розробка спеціального програмного забезпечення для керування ходом експерименту. Перевагою запропонованого методу є розроблена покрокова методика збору експериментальних даних, що дозволяє досягати будь-якої необхідної точності вимірів і високої роздільної здатності.


  1.  Огляд літератури
    1.  Ефекти Джозефсона

    Рис. 1.1 Модель ДК.

У 1962 р. Б. Джозефсон теоретично описав поведінку системи з двох надпровідників, розділених тонким шаром діелектрика, яка була названа в його честь контактом Джозефсона (далі ДК). Він розглядав тунелювання куперівських пар і передбачив існування двох ефектів: стаціонарного і не стаціонарного [1, 8]. Ефекти Джозефсона виникають за умов                       існування слабкого зв’язку між двома надпровідними елементами (див. рис. 1.1).

Існують різноманітні види ДК, про які буде сказано нижче, але ефекти Джозефсона проявляються тільки при виконанні умови малості зв’язку між двома надпровідниками (см. ). Якщо ця умова виконується, то струм , який протікає крізь слабкий зв‘язок двох надпровідних комірок містить надпровідний струм , який є функцією різниці фаз двох хвильових функцій параметрів порядку надпровідників.

Це можна пояснити, розглянувши хвильові функції електронів у надпровіднику  та : якщо між ними буде розрив, то тунельний струм буде відсутній, а при зменшенні d буде з’являтись, що свідчить про зв'язок між хвильовими функціями. Запишемо рівняння Шредінгера для цього випадку:

  (1.1)  

де  - хвильова функція першого надпровідника,  - хвильова функція другого надпровідника, k – стала зв’язку між надпровідниками, яка залежить від параметрів тунельного переходу.

Це рівняння які описують коливання двох зв’язаних осциляторів і мають такі розв’язки:

  (1.2)  

де та - густини електронів у першому та в другому надпровіднику, та  - фази хвильових функцій.

Припустивши рівність між густинами заряду в лівій і правій частинах = =  та підставивши (1.2) в (1.1) отримаємо чотири диференційних рівняння. Розглянемо перше з них:

  (1.3)  

Ліва частина являє собою тунельний струм, котрий залежить тільки від різниці фаз хвильових функцій в лівій і правій частинах і має місце навіть при - це і є стаціонарний ефект Джозефсона, який можна записати в більш зрозумілій формі:

   (1.4)  

Якщо ж прикласти до контакту не нульову постійну напругу          (), то в результаті вирішення рівнянь Шредінгера отримаємо два диференційних рівняння:

  (1.5)  

Віднімаючи від другого перше рівняння та зробивши заміну  отримаємо нестаціонарний ефект Джозефсона:

   (1.6)  


Для випадку постійної напруги, який ми розглядаємо отримуємо такий закон для струму через контакт:

 (1.7)   

З отриманих результатів можна побудувати вольт-амперну характеристику ідеального ДК () (див. рис 1.2) [3]:

Рис. 1.2 ВАХ ідеального ДК при T= 0 K

При малих значеннях постійної напруги має місце стаціонарний ефект Джозефсона, тобто зявляється постійний струм , який стрибкоподібно зникає при переході до не стаціонарного ефекта Джозефсона – виникнення змінного струму з частотою:

    (1.8)  

Рис. 1.3 Схема експерименту для дослідження стаціонарного і не стаціонарного ефектів Джозефсона

Були створенні різні варіації технологічної реалізації ДК, деякі з них наведені на рис 1.4. В деяких з них слабкий зв'язок між надпровідниками створюється шаром металу, а не тунельним переходом.

Рис 1.4 Види ДК. а) класичний плівковий ДК; б) між смужками надпровідника знаходиться крапля міді; в) слабкий зв'язок за рахунок дуже тонкої плівки надпровідника; г) притискний ДК; д)краплеподібний перехід; е) торцевий перехід.

Експериментальні зразки, котрі досліджувалися в ході роботи створювалися шляхом напорошення тонких плівок, тому перейдемо до більш детального розгляду методології цього процесу.


1.2. Методика створення тонкоплівкових контактів Джозефсона

Одним з найкращих методів створення тонких надпровідних плівок є магнетронне розпорошення [5], схема якого зображена на рис. 1.5.

Рис. 1.5 Схема установки для магнетронного розпорошення

Однією з головних частин установки є вакуумна камера, від ступеню вакууму у камері залежить якість напорошених плівок. В камері знаходиться гармата, котра вводить в камеру з деякою швидкістю потік атомів інертного газу, які будуть використані для бомбардування мішені. Основною частиною установки є магнітна система, котра створює магнітне поле лінії якого зображені на рис. 1.5 та розташований над нею катод. Вся ця система обладнана водяним охолодженням.

Електрони, котрі емітуються з катоду при проходженню по ньому струму під впливом магнітного поля магнетрона змінюють свою траєкторію руху та стають просторово локалізованими біля поверхні мішені, розташованої над катодом. Через підвищенну концентрацію електронів біля поверхні зростає ймовірність іонізації атомів аргону. Під дією електричного поля позитивні іони аргону прискорюються в напрямку мішені та розпорошують її. Вибиті атоми можуть рухатись в напрямку підкладинки і утворити плівку, чи осісти на стінках робочої камери.

Цей метод має такі переваги:

  •  дозволяє напилювати різноманітні матеріали: напівпровідники, метали, надпровідники, керамічні та вуглецеві структури;
  •  широкий інтервал швидкостей напилення: від 0,1 до 100 мкм/год.;
  •  висока якість та ступінь однорідності, включаючи багатокомпонентні та багатошарові плівки;
  •  повна екологічна безпечність.

Також магнетронним розпорошенням можна отримати і діелектричні плівки, але для цього необхідно використовувати змінний струм.

Розглянемо тепер проблематику створення ДК з високою прозорістю. З експериментальної точки зору тунельний бар’єр є найбільш важливим, і в той же час найбільш важким для опису елементом тонкоплівкового переходу Джозефсона. Через його малу товщину (приблизно від 0,5 до 10 нм)  він потребує високої діелектричної стійкості  і в його властивостях грають роль не тільки фізика обємних процесів, а й фізика поверхні. Суттєві зміни прозорості бар’єру можуть відбуватися через виникнення дефектів, в яких можуть утворюватися локалізовані стани електронів: через неоднорідності по товщині, а також внаслідок  існування мікроотворів в напорошуваних тонкоплівкових бар’єрах. В одній з перших своїх робіт Фішер та Гіавер [] встановили, що найпростіший метод оксидації Al, Cr, Ni, Mg, Nb, Ta, Sn i Pb – “оксидація  в повітрі при кімнатній температурі”  - може приводити до утворення оксидних бар’єрів , цілком придатних для тунельних вимірювань надпровідної щілини.

З усіх варіацій тунельних бар’єрів найбільш прийнятними є такі оксидні плівки, зростання яких зменшується із зростанням їх товщини, тобто товщина плівки самообмежується. Внаслідок цієї властивості досягається необхідна однорідність по товщині через те, що на більш тонких ділянках плівка буде зростати швидше, прагнучи таким чином ліквідувати  недостачу товщини. Низькотемпературні процеси росту, що самообмежуються, описується двома емпіричними формулами:  

d=K1log(t+t0) +C1    (1.9)   

1/d=C2-K2log t   (1.10)   

 де d – товщина шару оксиду, а t  - час зростання.

При високих температурах зростання плівок відбувається за параболічним законом:

 d2 = K3t + C  (1.11)   

,який  пов’язаний з обмеженням швидкості зростання процесами теплової дифузії. Ще одним широко відомим граничним випадком є лінійне зростання товщини:

 d=K4t+C4   (1.12)   

цей випадок асоціюється із ситуаціями, коли швидкість зростання обмежується деякими особливостями поверхні, що не залежать від d.

Випадки зростання, що самообмежується пов’язані із обмеженням числа електронів, які тунелюють з границі розділу оксид-метал на зовнішню поверхню шару оксиду, де падаючі молекули кисню перетворюються на від’ємно заряджені іони. Цей, пов’язаний із зростанням плівки, тунельний струм, який залежить експоненційно від товщини, є основною особливістю моделі, запропонованої вперше Моттом, модель пояснює  обмеження швидкості зростання нелінійною польовою дифузією. Модель базується на припущенні про те, що в плівці, що вирощується, швидко встановлюється електронна рівновага по товщині (шляхом тунелювання або термоелектронної емісії), при цьому швидкість зростання обмежується необхідністю дифузії від’ємних іонів кисню крізь оксид до  границі розділу оксид-метал. Більш того, вважається, що ця дифузія сильно залежить від внутрішнього електричного поля, яке виникає в результаті вже згадуваної рівноваги електронів, звідси і назва – нелінійна дифузія.

В плазмових процесах кисень прибуває до поверхні оксидованого металу у вигляді від’ємно заряджених іонів із додатковою кінетичною енергією, створюваною напругою від кількох сотен до 1000 В. Існують два варіанти плазмової оксидації: в одному для підтримання розряду використовується постійна напруга, в іншому високочастотна. Ці процеси сприяють оксидації такими трьома способами [6]:

  1.   доставляючи замість молекул необхідні для вирощування оксидного шару іони;
  2.   забезпечуючи додатковий контроль через електричне поле, що сприяє дифузії поздовж оксидного шару;
  3.   надаючи іонам кінетичну енергію, більшу ніж kT, роблячи процес менш чутливим до температури.

У високочастотній плазмі, що складається з Ar із додаванням O2, максимальна напруга якої також знаходиться в межах 200 -1000 В, відбуваються конкуруючі процеси оксидації (іонами О2- і О-) та розпорошення  (іонами Ar+) на ділянках високочастотного періоду коливань, що відповідають додатному та від’ємному знакам напруги. Тоді загальна швидкість dx/dt є різницею двох величин:

         dx/dt= (dx/dt)окс. - (dx/dt)розп.   (1.13)   

при тому, що (dx/dt)окс є швидко спадаючою функцією глибини, в той час як (dx/dt)розп. не залежить від товщини оксиду і легко контролюється шляхом зміни парціального тиску кисню. Тобто співвідношення цих двох величин можна використати для того, аби встановити граничну товщину оксиду. Саме таким чином із деякими варіаціями і ведеться вирощування тунельних барєрів переходів.


2. Експериментальна частина

2.1. Установка для створення контактів Джозефсона на основі ВТНП MoRe

Основою установки для осадження тонкоплівкових ДК з використанням ВТНП MoRe є вакуумна установка ВУП – 5М (див. рис. 2.1). Вона була дещо технічно видозмінена для забезпечення технологічних особливостей процесу. Осадження тонких плівок MoRe на діелектричні підкладки шляхом магнетронного розпорошення MoRe мішеней. Осадження плівок алюмінію Al, олова Sn та свинцю Pb ведеться як шляхом термічного випаровування олова або свинцю з молібденових, танталових та вольфрамових човників, так і за допомогою магнетронного розпорошення мішеней.

 

Рис.2.1 Вакуумна установка ВУП-5М з трьома вбудованими магнетронами

Для того, щоб реалізувати розробку та створення запропонованих тришарових структур ми з самого початку провели спеціальну підготовку вакуумної установки з трьома стандартними магнетронами. Установка містить такі складові частини:

  •  вакуумна камера;
  •  три магнетрони;
  •  джерело високої напруги;
  •  вакуумні насоси.

Використовуються два вакуумних насоси:

1) механічний роторний насос, що створює мінімальний тиск в камері 1,333 Пa; 

2) паромасляний насос, здатний створити мінімальний тиск в 10-4 Пa.

Ми провели тестування працездатності вакуумної камери та насосів і встановили, що можемо досягнути мінімального можливого тиску в камері порядку  1,32.*10-4 Пa після 10-годинної неперервної відкачки вакууму.

Рис. 2.2 Схема магнетрона

Розглянемо схему одного з магнетронів, яка наведена на рис. 2.2. Магнетрон містить в собі магніт (9), встановлений всередині магнетрону, сталевий катод (8), на верхню поверхню якого напаюється мішень, катод оточений ізоляційним циліндром (7), який в свою чергу оточений сталевим циліндричним анодом (13). Мішень напаюється на катод з використанням індію, у якого температура плавлення порядку 80 C. Вода, що протікає крізь корпус магнетрону, охолоджує його та мішень до кімнатної температури при проведенні розпорошення мішені.

Джерело високої напруги підєднується до катоду та аноду магнетрону за допомогою спеціального кабелю у дротяному екрані. Якщо ми прикладемо напругу порядку 1000 В між анодом та катодом, ми можемо ініціювати протікання електричного струму крізь аргон в камері, після того як виник  електричний струм крізь плазму, величина напруги спадає до приблизно 300-350 В.

В процесі створення тришарових структур SIS (надпровідник-ізолятор-надпровідник) типу та дослідження транспорту заряду в них шляхом вимірювання їх квазічастинкових вольт-амперних характеристик виявилось, що на властивості напорошуваних плівок MoRe, на процес розтікання шарів алюмінію або олова по поверхні плівок MoRe, а також на однорідність цих шарів та оксидів на їх поверхні критичний негативний вплив вносять невеличкі домішки парів води та кисню в плазмі в процесі розпорошення та осадження металів. При цьому проникають ці шкідливі домішки крізь систему подавання аргону в вакуумну камеру при розпорошенні металів, тому проведена модернізація вакуумної камери з магнетронами: в центрі камери розташовано спеціальну кріогенну пастку, яка ззовні заповнюється рідким азотом, тому її стінки мають температуру 77 К і на них інтенсивно виморожуються в першу чергу пари води, і по-друге, молекули та атоми кисню. Для того, щоб істотно підвищити процес виморожування, під дном пастки створено замкнений об’єм, до якого крізь спеціальну трубку і подається ззовні аргон, який там очищується і потім просочується до камери. Застосування розробленої пастки істотно покращило стабільність плазми  і характеристики напорошуваних плівок.    


2.2. Створення установки для автоматизованого вимірювання квазічастинкових ВАХ контакті Джозефсона

2.2.1. Побудова установки для проведення вимірів квазічастинкових ВАХ та їх похідних

Для того щоб дослідити транспортні властивості створенних ДК з високою прозорістю барєру нами була спроектована і створена установка для вимірювання перших похідних квазічастинкових ВАХ (див. рис. 2.3).

Рис. 2.3 Схема експериментальної установки для вимірювання перших похідних квазічастинкових ВАХ

Виміри проводились чотиризондовим методом, що дозволяє робити більш точні виміри ВАХ не враховуючи властивості системи підводу.

До складу установки входять два джерела, які працюють в режимі джерел струму:

1) Блок розгортки, який подає на зразок постійний струм, значення якого можна регулювати вручну, або за допомогою двигуна, який напряму обертає повзунок гвинтового потенціометра (див. рис. 2.5);

2) Генератор низькочастотних сигналів, який модулює постійний сигнал для проведення аналогового диференціювання. Частота та амплітуда сигналу під час вимірів залишається сталою.

Розберемо процес аналогового диференціювання детальніше. Вимірювання ведеться методом детектування гармонік. Маємо деяку ВАХ, яка описується функцією V(I). Через контакт тече постійний струм , що викликає падіння напруги . Окрім постійного на перехід подається також синусоїдальний змінний струм з малою амплітудою, що дозволяє виконати розклад в ряд Тейлора в околі робочої точки (;).

    (2.1)  

  (2.2)  

Підставивши (2.1) в (2.2) отримуємо:

(2.3)

З (2.3) видно що якщо у вихідному сигналі виділити першу гармоніку з частотою , то амплітуда цього сигналу буде пропорційна  в точці , що дозволяє нам напряму вимірювати диференційну ВАХ. Важливим параметром є амплітуда модулюючого сигналу, яка з одного боку має бути якомога меншою для кращого диференціювання, а з іншого боку вона має бути більшою за рівень шумів.

Розглянемо принцип роботи установки в цілому. Для того щоб при вимірюванні першої похідної квазічастинкових ВАХ не було впливу надпровідного Джозефсонівського струму зразок поміщується в соленоїд в якому створюється магнітне поле порядку 100 ерс. яке знищує надпровідність у контакті. Опір, котрий під’єднаний до генератора змінного струму регулює амплітуду синусоїди. До зразка, який знаходиться у охолодженому дьюарі подаються одночасно два сигнали: постійний, який виводить на робочу точку на ВАХ та змінний, за допомогою якого проводиться диференціювання. На виході ми будемо мати також два сигнали, які необхідно розділити та підсилити перед подачею на канали АЦП. Підсилювачі, котрі ми використовуємо (У7-1 для змінного стуму та У7 - 6 для постійного) мають вбудовані частотні полосові фільтри, які дозволяють виділити постійну та змінну складові сигналу, але їх не вистачає щоб повністю ліквідувати вплив цих складових одна на одну. Тому на вхід підсилювача змінного струму був під’єднаний конденсатор, а на вхід постійного – індуктивність, що дозволило повністю розвести постійну та змінну складові.

Установка зображена на рис. 2.4 використовувалася для експериментального вимірювання квазічастинкових ВАХ в контактах Джозефсона. Для того щоб забезпечити більшу точність результатів зразок був поміщений у пермалоєвий екран, який має властивість швидко змінювати напрямок намагніченості, що ми використовуємо для екранування зовнішнього змінного магнітного поля, яке впливає на руйнування надпровідного стану.

Рис. 2.4 Схема установки для виміру ВАХ та залежності Ic(T)

Для того щоб зняти саме вольт-амперну характеристику ми підєднуємо підсилювач У7-6 до калібровочного опору r=1 Ом. що означає, що напруга котра ним вимірюється пропорційна до струму на виході ДК.

Сигнали котрі вимірюються при вимірах ВАХ за допомогою блока ЦАП/АЦП зображені на рис. 2.6.

 


2.2.2. Налаштування АЦП L783 за допомогою програмного комплексу LGraph2

Для автоматизованого виміру квазічастинкових диференційних ВАХ на установці описаній вище необхідно було налаштувати відповідне керування експериментом за допомогою блоку ЦАП/АЦП.

Для реалізації процесу вимірювання ВАХ нами був обраний блок ЦАП/АЦП L783 компанії LCard. Він має 32 канали АЦП (16 прямих та 16 інверсних), 2 канали ЦАП та клему загального заземлення. Канали АЦП працюють як вольтметри і можуть вимірювати сигнал у проміжку           U є [ -5; +5 ]В. Так само програмно можна подати на клеми ЦАП можна подавати напругу в тому ж проміжку, при цьому це може бути деяка задана нами функція. Є можливість використовувати канали АЦП у диференційному підключенні, тобто як один канал використовуються два канали, один з яких інверсний. Це дозволяє позбутися від великої долі      Рис. 2.5 Схема блоку розгортки     

зовнішніх шумів та наводок, які взаємознищуються при поєднанні прямого та інверсного каналу. Також у додатку до цього блоку ЦАП/АЦП іде програмне забезпечення у вигляді самописця-візуалізатора LGraph2. Цей програмний пакет дозволяє у реальному часі спостерігати за виглядом і значеннями сигналу на декількох каналах. Ще є можливість монтувати додаткову программу-плагін, яка потрібним нам чином обробляє та записує сигнали з каналів.

У ході вимірів використовуються два диференційні канали АЦП та один канал ЦАП. Блок розгортки (див. рис. 2.5) керується одним з каналів ЦАП. При подачі на ЦАП напруги більшої за 3,5В спрацьовує реле, підєднане до двигуна, і подає на нього живлення. Двигун починає обертатись, змінюючи положення повзунка багатооборотного потенціометра, що змінює його опір. Таким чином змінюється значення струму, який подається на зразок. 

На один з каналів подається постійний сигнал після попередньої фільтрації та підсилення на підсилювачі У7 – 6. На інший канал подається змінний струм з виходу підсилювача У7 – 1, який налаштований на виділення полоси частот в яку входить частота модуляції.

Рис. 2.6. Сигнали котрі вимірюються каналами ЦАП/АЦП при зйомі квазічастинкових ВАХ

Керування відбувається відносно постійної напруги зміщення (див. рис. 2.6). На початку експерименту запамятовуємо поточне значення напруги і переходимо в перший режим (mode=1). В ньому ми подаємо на канал ЦАП 4,5В, що викликає зміну напруги зміщення. Всі дані які надходять на канал АЦП перевіряються на те, чи не був вже пройдений один крок по напрузі, який ми задаємо перед початком експерименту. Коли ця      Рис. 2.7 Схема проведення вимірів    

умова виконується, то програма переходить в інший режим (mode=2). В ньому ми припиняємо подачу напруги на ЦАП, що вимикає двигун і зупиняє зміну напруги зміщення. Таким чином ми виходимо в робочу точку ВАХ. Тут ми проводимо вимір амплітудних значень для синусоїдального сигналу з другого каналу АЦП. Зібравши деяку статистику цих значень беремо їх середнє арифметичне і робимо запис у файл. Також в цьому режимі збирається статистика значень постійної напруги зміщення для більш точного визначення положення робочої точки, яке також записується в файл. Зробивши відповідні виміри ми запамятовуємо останнє значення напруги зміщення для подальшого порівняння з ним при подальшому відрахунку крока. Таким чином ми знову переходимо в перший режим (mode=1) і далі процедура вимірювання експериментальних точок проходить циклічно.

Як видно з рис. 2.6 сигнали котрі ми оброблюємо мають в собі шуми. Найважливішими для реалізації адекватного покрокового режиму є різкі випади. Якщо з ними не боротись, то великий випад може спровокувати виконання умови проходження кроку, що спотворить рівномірність кроку по напрузі зміщення і що саме головне ці випади будуть впливати на значення отримані для робочої точки. Тому було реалізовано програмну фільтрацію даних перед їх обробкою.

При аналізуванні отримуваних залежностей було виявлено, що ці шуми з’являються при проходженні сигналу крізь блок АЦП та мають характер точкових випадів, що значно полегшує їх видалення. Для цього ми перевіряємо кожні три послідовні виміри, і якщо один з вимірів відрізняється від двох навколишніх більше ніж на поріг фільтрації, то він заміняється середнім двох навколишніх вимірів. Складніше постає проблема з видаленням цих випадів в каналі змінної напруги, бо ми можемо ідентифікувати як випад досить гострий максимум чи мінімум синусоїди. Тому для уникнення втрати даних при фільтрації шумів ми беремо для порівняння декілька (наприклад, чотири) точок навколо екстремуму, щоб точно визначити амплітуду сигналу. Також для змінного сигналу проводиться програмне віднімання постійного сигналу, який міг навестися на вході підсилювача.

Основною перевагою запропонованої методики вимірювання квазічастинкових ВАХ та залежності диференційної провідності від напруги зміщення є покрокове вимірювання експериментальних точок, що дозволяє підвищити точність вимірів та збільшити роздільну здатність виміряних залежностей.

 

2.3. Аналіз отриманих результатів

Для проведення досліджень квазічастинкових ВАХ та залежностей диференційного опору від напруги зміщення були створені чотири переходи Джозефсона. Надпровідні плівки MoRe утворювались з використанням описаного вище методу DC-магнетронного розпорошення. Тунельні бар’єри були створенні випаровуванням Al з танталових човників. Товщина плівки Al варіюється в межах 5 – 30 нм., осадження цієї плівки проводилось при температурі близькій до кімнатної та з різним значенням швидкості напилення () для кожного експериментального зразка. Далі вакуумна камера заповнювалася киснем при тиску 5*10-5 тор. та утримується в такому стані протягом 10 хвилин. Кінцевим етапом створення переходу Джозефсона є запорошення другого шару надпровідника MoRe. В результаті були отримані контакти Джозефсона з розмірами перехода 100*100

Виміри проводились в дьюарі наповненому рідким гелієм. Контакт Джозефсона був поміщений у пермалоєвий екран для захисту від зовнішнього магнітного поля всередині якого знаходився соленоїд необхідний для створення слабкого магнітного поля ~50 Е., котре пригнічує вплив тунельного Джозефсонівського струму на характеристики котрі ми досліджуємо.

Були отримані такі квазічастинкові ВАХ та залежності диференційної провідності від напруги зміщення на переході:

.

Рис. 2.8. Експериментальні криві для T=4,2K та  /с.

Рис. 2.9. Експериментальні криві для T=4,2K та  /с.

Рис. 2.10. Експериментальні криві для T=4,2K та  /с.

Рис. 2.11. Експериментальні криві для T=4,2K та  /с.

Порівнюючи отримані залежності зі змодельованими на базі теорії багаторазового Андріївського відбивання та з використанням модифікованої функції розподілу Шепа-Бауера, які наведені в [7] ми виявили ідентичність між експериментальними залежностями та кривими отриманими при моделюванні:

  •  Криві зображені на рис. 2.8 ідентичні до змодельованих з розподілом прозорості в межах 0,00036499 < D < 0.9.
  •  Криві зображені на рис. 2.9 ідентичні до змодельованих з розподілом прозорості в межах 0,00036499 < D < 0.02.
  •  Криві зображені на рис. 2.10 ідентичні до змодельованих з розподілом прозорості в межах 0,05 < D < 1 - ε.
  •  Криві зображені на рис. 2.11 ідентичні до змодельованих з розподілом прозорості в межах 0,22 < D < 1 - ε.

Це значить, що модель багаторазових Андріївських відбивань можна використовувати для опису процесів котрі проходять в переходах Джозефсона з великим значенням прозорості барєру.

Такі контакти Джозефсона можна описати індивідуальною модифікованою функцією прозорості Шепа-Бауера, тобто вказавши граничні параметри a та b.

2.4. Розгляд транспорту заряду у ДК за допомогою багаторазових андріївських відбивань

Розглянемо теоретичну модель багаторазових Андрієвських відбивань квазічастинок на інтерфейсах двовимірних переходів Джозефсона SNINS типа [9, 10, 11].  

  Рис. 2.11 Двовимірна модель контакту Джозефсона

Спочатку  проаналізуємо двовимірний перехід Джозефсона, зображений на рис.2.11. Дельта–подібний потенційний бар’єр, введений всередину нескінченно тонкого прошарку нормального металу, моделює реальні бар’єри з довільною прозорістю в досліджуваних переходах Джозефсона.  

З квазічастинкою, що знаходиться в квантовій ямі, тобто в шарі нормального металу N між шарами надпровідників S, відбуваються так звані багаторазові Андріївські відбиття, тобто на SN інтерфейсі електрон перетворюється в дірку (або дірка в електрон), він (вона) тунелюють крізь δ–подібний бар’єр, при цьому збільшуючи свою енергію на eV (V – прикладена напруга), після цього відбувається Андріївське відбиття на іншому NS  інтерфейсі. Цей процес відбувається багаторазово, аж доки електрон (дірка) не «затухне» при високих енергіях (див. рис. 2.12) ).

Рис.2.12 Схема багаторазових Андріївських відбивань квазічастинки в двовимірному переході Джозефсона.

В роботі К.К.Ліхарєва [2] експериментально показано, що в переходах Джозефсона з великою питомою прозорістю ультратонких тунельних бар’єрів спостерігаються і грають визначну роль передбачені теоретично функції розподілу прозоростей для розупорядкованих інтерфейсів [5]

    (2,4)  

тут G – усереднена провідність, G0=2e2/h.

Спостереженню в експерименті розподілів прозоростей допомагає той факт, що внаслідок наявності розбіжності в БКШ густині станів поблизу краю надпровідникової щілини, струм куперівських пар і струм квазічастинок через перехід Джозефсона є сильно нелінійним. Зокрема протікання квазічастинок різко збільшується при “щілинних напругах” Vg= 2Δ(T)/e, тоді як нижче цього порога перенос заряду здійснюється в основному шляхом багаторазових Андріївських відбивань (MAR) [], результатом чого є виникнення на ВАХ чітко спостерігаємих субгармонійних щілинних структур при Vn=Vg/n. При цьому, та обставина, що різні особливості MAR транспорту (стрибок струму при V=Vg, надлишковий струм при V>Vg і субгармонічна структура при V<Vg) є чутливими до різних областей розподілів прозоростей, дає можливість досліджувати згадувані розподіли в переходах як малої (точкові контакти) так і великої площини (планарні контакти) [].

Для проведення розрахунків використовують формулу усереднення за прозорістю:

    (2.5)  

,але в данній використовується модифікований розподіл Шепа-Бауера, тобто інтегрування проводиться не від 0 до 1, а від а до b, - параметрів, які є індивідуальними для кожного контакту Джозефсона.

На базі розробленої моделі багаторазових Андріївських відбивань була розрахована квазічастинкова вольт-амперна характеристика переходу Джозефсона з модифікованим розподілом прозоростей типу  «розупорядкований інтерфейс», результати розрахунку приведені на рис. 2.13.

Рис. 2,13  Теоретична квазічастинкова вольт-амперна характеристика переходу Джозефсона з універсальним розподілом прозоростей

Проте в будь-якому випадку такого типу аналіз дає нам можливість одержати корисні кореляції між зміною технологічних параметрів процесу виготовлення переходу та між зміною експериментально вимірюваних квазічастинкових вольт-амперних характеристик переходів.

Рис. 2.14. ВАХ переходів з модифікованим розподілом Шепа-Бауера

Рис. 2.15. dI/dV(V) для ВАХ з рисунка 2.14.

На рис. 2.16 наведені квазічастинкові вольт-амперні характеристики для випадку, коли сильно змінюється нижня границя інтегралу (2,5) і залишається незмінною верхня границя інтегралу (2,5), на рис. 2.17 наведені відповідні dI/dV(V) залежності. Аналогічно на рис. 2.14 зображені квазічастинкові ВАХ для сильної зміни верхньої межі інтегралу (2.5). Ці випадки відповідають ситуації, коли імовірність виникнення ділянок з малою прозорістю в переході зменшується, через деяку зміну технологічних параметрів виготовлення переходів.

Рис. 2.16. ВАХ переходів з модифікованим розподілом Шепа-Бауера.

Рис. 2.17. dI/dV(V) кривих з рисунку 2.16.


Висновки

  1.  Розроблено і реалізовано методику вимірювання, обробки та оцифровування квазічастинкових вольт-амперних характеристик переходів Джозефсона з неоднорідними по прозорості бар’єрами.
  2.  Шляхом використання методу детектування гармонік розроблено і реалізовано методику вимірювання, обробки та оцифровування похідних вольт-амперних характеристик переходів Джозефсона типу залежності диференційної провідності переходу від прикладеної напруги зміщення dI / dV (V).
  3.  Продемонстровано переваги запропонованого компютерного методу оцифрування і запису похідних вольт-амперних характеристик переходів Джозефсона порівняно до раніше використовуваних методів.
  4.   Виявлено що закон масштабування ВАХ перестає виконуватись при великих значеннях прозорості барєру, а форма характеристики залежить від розподілу прозорості в досліджуваному переході.
  5.  На базі моделі багаторазових Андріївських відбивань квазічастинок аналізуються експериментальні квазічастинкові вольт-амперні характеристики переходів Джозефсона та параметри функцій розподілу прозоростей в них. Продемонстровано, що вимірювання ВАХ переходів Джозефсона та їх похідних є перспективним з точки зору відтворювання параметрів функцій розподілу прозоростей в реальних переходах Джозефсона.


Список літератури

[1] Мелков Г.А., Кріогенна електроніка, К., 2003, 87 с.

[2] Лихарев К.К. Введение в динамику джозефсоновских переходов. – М.:Наука, 1985. – 320 с.

[3] В.В. Шмидт. Введение в физику сверхпроводников. М: Наука, (1982)

[4] Андреев А. Ф. Теплопроводность промежуточного состояния сверхпроводников I // ЖЭТФ.– 1964.– т.46.– вып. 5.– С. 1823–1828; Теплопроводность промежуточного состояния сверхпроводников II // ЖЭТФ.– 1964.– т. 47.– вып. 6(12).– С. 2222–2228.

[5] Шатерник В. Є., Руденко Е. М. Надпровідникові тунельні переходи з тунельними бар'єрами  з високою прозорістю // Український фізичний  журнал.–2001.–Т.46.–№8.–С.885–888.

[6] Шлапак Ю.В. , Шатерник В.Е., Касаткин А.Л., Руденко Э.М. Квазичастичный ток в прозрачных сверхпроводящих туннельных переходах. // Металлофизика и новейшие технологии.-1997.-т.20.-№3.-с.3-9.

[7] V. E. Shaternik,  S.Yu.Larkin  M.A.Belogolovskii  MoRe-based and NbN-based Tunnel Junctions and their Characteristics.  International Journal of  Modern Physics B (IJMPB) (2009) , v.23, N17, p.p 3520.

[8] De Gennes P. G. Superconductivity of Metals and Alloys. New York : W. A. Benjamin, 1966. См. рус. пер.: Де Жен П. Сверхпроводимость металлов и сплавов.— M. : Мир, 1968.— 280 с.

[9] Blonder G.E., Tinkham M., and Klapwijk T.M. Transition from metallic to tunneling regimes in superconducting microconstrictions: Excess current, charge imbalance, and supercurrent conversion. // Phys. Rev. B.– 1982.– Vol.25.– N.7.–P.4515 – 4532.

[10] Furasaki A., Tsukada M. DC Josephson effect and Anreev reflection // Physica B.– 1990 .–Vol. 165&166.– Р. 967–969.

[11] M.Hurd, S.Datta, and P.F.Bagwell. ac Josephson effect for asymmetric superconducting  junctions. ac Josephson effect for asymmetric superconducting  junctions.// Phys. Rev. B.– 1997.– Vol.56.–P.11233 – 11244.


Додаток А

Код програми для керування збором експериментальних даних при вимірюванні квазічастинкових ВАХ та залежностей диференційного опору від напруги зміщення

/*

Среда разработки Borland C 5.02

*/

#include "windows.h"

#include "math.h"

#include "plugin.h"

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

#include <io.h>

#include <dos.h>

#include <sys\stat.h>

#include <string.h>

#include <fcntl.h>

#include <direct.h>

// индексы визуальных элементов

#define VISUAL_INDEX_GRAPH      0           // график

#define VISUAL_INDEX_MX_X       1           // значение MX канала X

#define VISUAL_INDEX_DX_X       2           // значение DX канала X

#define VISUAL_INDEX_MX_Y       3           // значение MX канала Y

#define VISUAL_INDEX_DX_Y       4           // значение DX канала Y

#define VISUAL_INDEX_N          5           // размер выборки

// индексы параметров

#define PARM_DURATION_SCALE     0           // масштаб времени

#define PARM_DURATION           1           // продолжительность выборки

#define PARM_PRECISION          2           // число знаков после запятой

#define PARM_LINE               3           // тип линии

#define MAX_SIZE 100000                     // максимальное число кадров, которые можно обработать за один раз

double FindFRQ(double *TEMP, int N, double DFRQ);

static struct PluginDataInfoStr DataInfo;   // структура с настройками АЦП

struct PluginVisualMainStr LgraphVisual;    // структура с настройками LGraph2

static int device_index=0;                  // работаем с первым модулем АЦП

static double *YData, *XData, *YNewData, *Yout, *Yfreq; // указатели на временные буфера

int Points;

int LineTypeArray[2]={VAL_THIN_LINE, VAL_FAT_LINE};

double step, isSet, LastU;

//dlya dif vah

int ki,ku;

double Ampl, vklI, *masI, *masU;

int t;

double *masAmpl, sumAmpl, realAmpl;

FILE *streamTest, *streamU, *streamI, *streamSHUM, *stream;

// *********************************************************************************************************

// главная функция обмена данными

void __stdcall PluginDataExchange(struct PluginDataStr *data_str)

{

int i, chan, index, n;

int chan1, chan2, nch;

double *ptr, *ptr1, *ptr2, duration;

double dt,sumU,sumI;

chan1=DataInfo.adc_channels[0]; // запомним номер канала X плагина (от 0 до 31)

chan2=DataInfo.adc_channels[1]; // запомним номер канала Y плагина (от 0 до 31)

n=data_str->n;                  // сколько кадров будем обрабатывать

dt=1000000./DataInfo.rate[device_index];    // интервал в микросекундах

for(chan=0, nch=2; chan < 2; chan++)   // цикл по двум каналам

   {

   // переложим в XData, YData данные АЦП

                if(chan==0)

                {index=DataInfo.chan_kadr_offset[device_index][chan1];

                ptr=XData;

                }

                else

                {index=DataInfo.chan_kadr_offset[device_index][chan2];

                ptr=YData;

                }

        for(i=0; i < n; i++, index += nch) *ptr++=data_str->data_to_plugin[index];

   }

   //Pochatok vimiriv

   sumU=sumI=sumAmpl=0;//obnulyaemo sumi

 ki++;//zbilshuemo indexi

 ku++;

   fprintf(streamU,"U");

   fprintf(streamI,"I");

   ptr1= XData;

   ptr2= YData;

   for(i=0; i <n; i++)

       fprintf(stream,"%i  %f  %f\n", i,ptr1[i],ptr2[i]);

   if(isSet==0)

   if(ku>=30)

   {

    for(i=0; i <n; i++) sumU+=ptr1[i];

    LastU=sumU/n;

     isSet=1;

     fprintf(streamU, "\nStart U = ");

   }

   for(i=0; i <n; i++) sumU+=ptr2[i];

   for(i=0; i <n; i++) sumI+=ptr1[i];

  masI[ki]=sumI/n;

        masU[ku]=sumU/n;

  /* for(i=0; i <n; i++)

         if((masU[ku]-ptr2[i])>1*step)

         {

         sumU-=ptr2[i];

         n--;

         }

         masU[ku]=sumU/n;

         fprintf(streamSHUM,"\n %f    ",masU[ku]);

     */

        fprintf(streamTest, "\n %f",masU[ku]);

        if (vklI==0)

        if ((masU[ku]-LastU)>=step)

         {

           data_str->dac_value[0]=0;

   data_str->dac_submit[0]=1;

           fprintf(streamU,"\n %f    ",masU[ku]);

           LastU=masU[ku];

           vklI=1;

           }

           else

           {

           data_str->dac_value[0]=-4.5;

   data_str->dac_submit[0]=1;

           }

         else

         {

            if (ki>4)

           if (masI[ki-2]>masI[ki])

           if (masI[ki-2]>masI[ki-4])

           if (masI[ki-2]>masI[ki-1])

          if (masI[ki-2]>masI[ki-3])

          {

            masAmpl[t]=masI[ki-2];

           t++;

           if (t==50)

              {

              for(t=1;t<=50;t++)

              sumAmpl+=masAmpl[t];

              realAmpl=sumAmpl/50;

              fprintf(streamI, "\n %f ", realAmpl);

              t=1;

              vklI=0;

              }

            }

        }

// определим длительность отображаемой выборки в нужном масштабе

switch(DataInfo.parameters_int[PARM_DURATION_SCALE])

   {

   case 0:

       duration=n*dt/1000000.;

       break;

   case 1:

       duration=n*dt/1000.;

       break;

   case 2:

       duration=n*dt;

       break;

   case 3:

       duration=n;

       break;

   }

data_str->slow_data[VISUAL_INDEX_N]=duration;

// сохраним данные для передачи в ЛГраф

data_str->n_from_graph[0]=n;

data_str->x_data[0]=XData;

data_str->data_from_graph[0]=YData;

data_str->control_index[0]=0;         // номер графического элемента, в котором будет нарисован график

data_str->color[0]=VAL_RED;           // цвет графика

data_str->line_type[0]=VAL_SOLID;     // тип линии (сплошной, точки и т.п.)

data_str->line_mode[0]=LineTypeArray[DataInfo.parameters_int[PARM_LINE]];

}

//*********************************************************************************************************

// информационная функция

void __stdcall PluginInfo(struct PluginInfoStr *p_info)

{

// установим общие переменные

strcpy(p_info->name, "VAH");  // название плагина

p_info->version=0x00010000;             // версия 1.0

p_info->lgraph_version=0x222;           // плагин разработан для версии 2.33

p_info->max_nch=p_info->min_nch=2;      // максимальное число каналов, которые может обработать плагин 2

// установим параметры входных каналов плагина

strcpy(p_info->channel_names[0], "Канал X");

strcpy(p_info->channel_names[1], "Канал Y");

p_info->parameters=7;                  // всего 7 параметров

// Масштаб временного интервала отображения

strcpy(p_info->parameters_names[PARM_DURATION_SCALE], "Масштаб временного интервала отображения");

p_info->parameters_type[PARM_DURATION_SCALE]=L_TYPE_RING;

strncpy(p_info->ring_names[PARM_DURATION_SCALE][0], "Секунды", 63);

strncpy(p_info->ring_names[PARM_DURATION_SCALE][1], "Миллисекунды", 63);

strncpy(p_info->ring_names[PARM_DURATION_SCALE][2], "Микросекунды", 63);

strncpy(p_info->ring_names[PARM_DURATION_SCALE][3], "Кадры", 63);

p_info->default_parameters_int[PARM_DURATION_SCALE]=0;

// Временной интервал отображения

strcpy(p_info->parameters_names[PARM_DURATION], "Временной интервал отображения");

p_info->parameters_type[PARM_DURATION]=L_TYPE_DOUBLE;

p_info->default_parameters_dbl[PARM_DURATION]=0.1;

// Число знаков после запятой

strcpy(p_info->parameters_names[PARM_PRECISION], "Число знаков после запятой.");

p_info->parameters_type[PARM_PRECISION]=L_TYPE_INT;

p_info->default_parameters_int[PARM_PRECISION]=3;

p_info->min_parameters_int[PARM_PRECISION]=1;

p_info->max_parameters_int[PARM_PRECISION]=10;

// Тип линии

strcpy(p_info->parameters_names[PARM_LINE], "Тип линии");

p_info->parameters_type[PARM_LINE]=L_TYPE_RING;

strncpy(p_info->ring_names[PARM_LINE][0], "Тонкая", 63);

strncpy(p_info->ring_names[PARM_LINE][1], "Толстая", 63);

if(XData == NULL)

       {

       // выделим память

       XData=malloc(MAX_SIZE*50*sizeof(double));

       if(XData == NULL) { strcpy(p_info->error, "Не хватает памяти"); return; }

       YData=malloc(MAX_SIZE*50*sizeof(double));

       if(YData == NULL) { free(XData); XData=0; strcpy(p_info->error, "Не хватает памяти"); return; }

       YNewData=malloc(MAX_SIZE*50*sizeof(double));

       if(YNewData == NULL) { free(XData); XData=0; free(YData); strcpy(p_info->error, "Не хватает памяти"); return; }

       if(Yout == NULL) Yout=malloc(sizeof(double)*MAX_SIZE/2);

       if(Yout == NULL) { free(XData); XData=0; strcpy(p_info->error, "Не хватает памяти"); return; }

       if(Yfreq == NULL) Yfreq=malloc(sizeof(double)*MAX_SIZE);

       if(Yfreq == NULL) { free(XData); XData=0; strcpy(p_info->error, "Не хватает памяти"); return; }

       }

}

// *********************************************************************************************************

// обработка данных о параметрах модулей АЦП от LGraph

void __stdcall PluginDataInfo(struct PluginDataInfoStr *d_info)

{

int chan_x, chan_y;

if(!d_info->devices) { strcpy(d_info->error, "Нет модуля АЦП"); return; }

if(!d_info->nch[device_index]) { strcpy(d_info->error, "Не выбраны каналы АЦП"); return; }

if(d_info->adc_nch < 2) { strcpy(d_info->error, "Не выбраны каналы АЦП"); return; }

DataInfo=*d_info;                                   // запомним параметры АЦП

chan_x=d_info->adc_channels[0];                     // запомним номер канала (от 0 до 31)

chan_y=d_info->adc_channels[1];                     // запомним номер канала (от 0 до 31)

// проверим включен ли канал

if(!d_info->chan_on[device_index][chan_x]) { sprintf(d_info->error, "Не выбран канал X"); return; }

if(!d_info->chan_on[device_index][chan_y]) { sprintf(d_info->error, "Не выбран канал Y"); return; }

// определим сколько точек будем обрабатывать

switch(d_info->parameters_int[PARM_DURATION_SCALE])

   {

   case 0:

       Points=d_info->parameters_dbl[PARM_DURATION]*d_info->rate[device_index]+0.5;

       break;

   case 1:

       Points=d_info->parameters_dbl[PARM_DURATION]*d_info->rate[device_index]/1000.+0.5;

       break;

   case 2:

       Points=d_info->parameters_dbl[PARM_DURATION]*d_info->rate[device_index]/1000000.+0.5;

       break;

   case 3:

       Points=d_info->parameters_dbl[PARM_DURATION];

       break;

   }

if(Points < 3) { sprintf(d_info->error, "Слишком мало точек"); return; }

if(Points > MAX_SIZE) { sprintf(d_info->error, "Слишком много точек"); return; }

d_info->input_kadrs_min=d_info->input_kadrs_max=Points;

d_info->no_omit_old_data=1;

}

//*********************************************************************************************************

// настройка визуальных элементов

void __stdcall PluginVisualSetting(struct PluginVisualMainStr *main_visual_settings, struct PluginVisualStr p_visual[])

{

int graph_height, graph_width, m_top, m_left;

char *duration_names[]={"T, секунды", "T, миллисекунды", "T, микросекукнды", "T, кадры"};

LgraphVisual=*main_visual_settings;

main_visual_settings->n=6;                                              // создаем 8 визуальных элементов

main_visual_settings->plugin_height=main_visual_settings->height*0.7;   // высота 0.7 экрана

// ********** НАСТРОЙКИ ГРАФИКА

graph_height=main_visual_settings->plugin_height-40;

graph_width=main_visual_settings->width-120;

m_top=25;

m_left=graph_width+20;

p_visual[VISUAL_INDEX_GRAPH].type=L_VISUAL_GRAPH;

// настроим графические координаты

p_visual[VISUAL_INDEX_GRAPH].top=20;                    // координата по вертикали графика

p_visual[VISUAL_INDEX_GRAPH].height=graph_height;       // высота графика

p_visual[VISUAL_INDEX_GRAPH].width=graph_width;         // ширина графика

p_visual[VISUAL_INDEX_GRAPH].left=10;                   // горизонтальная координата

// сконфигурируем ось X

p_visual[VISUAL_INDEX_GRAPH].x_axis_mode=1;             // по умолчанию включим автомасштаб по оси X

// сконфигурируем ось Y

p_visual[VISUAL_INDEX_GRAPH].y_axis_mode=1;             // по умолчанию включим автомасштаб по оси X

//************ настройка остальных визуальных элементов

p_visual[VISUAL_INDEX_MX_X].type=L_VISUAL_NUMERIC;

strcpy(p_visual[VISUAL_INDEX_MX_X].label_text, "MX (X)");

p_visual[VISUAL_INDEX_MX_X].top=m_top;            // координата по вертикали

p_visual[VISUAL_INDEX_MX_X].left=m_left;          // координата по горизонтали

p_visual[VISUAL_INDEX_MX_X].y_precision=DataInfo.parameters_int[PARM_PRECISION];

p_visual[VISUAL_INDEX_DX_X].type=L_VISUAL_NUMERIC;

strcpy(p_visual[VISUAL_INDEX_DX_X].label_text, "DX (X)");

p_visual[VISUAL_INDEX_DX_X].top=m_top+50;         // координата по вертикали

p_visual[VISUAL_INDEX_DX_X].left=m_left;          // координата по горизонтали

p_visual[VISUAL_INDEX_DX_X].y_precision=DataInfo.parameters_int[PARM_PRECISION];

p_visual[VISUAL_INDEX_MX_Y].type=L_VISUAL_NUMERIC;

strcpy(p_visual[VISUAL_INDEX_MX_Y].label_text, "MX (Y)");

p_visual[VISUAL_INDEX_MX_Y].top=m_top+50*3+20;    // координата по вертикали

p_visual[VISUAL_INDEX_MX_Y].left=m_left;          // координата по горизонтали

p_visual[VISUAL_INDEX_MX_Y].y_precision=DataInfo.parameters_int[PARM_PRECISION];

p_visual[VISUAL_INDEX_DX_Y].type=L_VISUAL_NUMERIC;

strcpy(p_visual[VISUAL_INDEX_DX_Y].label_text, "DX (Y)");

p_visual[VISUAL_INDEX_DX_Y].top=m_top+50*4+20;    // координата по вертикали

p_visual[VISUAL_INDEX_DX_Y].left=m_left;          // координата по горизонтали

p_visual[VISUAL_INDEX_DX_Y].y_precision=DataInfo.parameters_int[PARM_PRECISION];

p_visual[VISUAL_INDEX_N].type=L_VISUAL_NUMERIC;

strcpy(p_visual[VISUAL_INDEX_N].label_text, duration_names[DataInfo.parameters_int[PARM_DURATION_SCALE]]);

p_visual[VISUAL_INDEX_N].top=m_top+50*6+40;       // координата по вертикали

p_visual[VISUAL_INDEX_N].left=m_left;             // координата по горизонтали

p_visual[VISUAL_INDEX_N].y_precision=DataInfo.parameters_int[PARM_PRECISION];

}

void __stdcall PluginStartInput(struct PluginDataStr *data_str)

{

stream = fopen("Tabl.txt", "w+");

streamTest = fopen("Test.txt", "w+");

streamU = fopen("ResultU.txt", "w+");

streamI = fopen("ResultI.txt", "w+");

streamSHUM = fopen("SHUM.txt", "w+");

data_str->dac_value[0]=0;

data_str->dac_submit[0]=1;

step=0.1;

isSet=0;

ki=0;

ku=0;

t=1;

vklI=0;

masI = malloc(2500000*sizeof(double));

masU = malloc(2500000*sizeof(double));

masAmpl = malloc(2500000*sizeof(double));

}

void __stdcall PluginStopInput(struct PluginDataStr *data_str)

{

data_str->dac_value[0]=0;

data_str->dac_submit[0]=1;

}

//*********************************************************************************************************

// Функция вызываемая при загрузке - выгрузке DLL плагина

int __stdcall DllMain (HINSTANCE hinstDLL, DWORD fdwReason, LPVOID lpvReserved)

{

switch (fdwReason)

      {

      case DLL_PROCESS_ATTACH:

           break;

      case DLL_PROCESS_DETACH:

          if(XData != NULL) free(XData);

          if(YData != NULL) free(YData);

          if(YNewData != NULL) free(YNewData);

          if(Yout != NULL) free(Yout);

          if(Yfreq != NULL) free(Yfreq);

          break;

      }

return 1;

}

θ

Надпровідник 1

Надпровідник 2

Ізолятор в дуже тонкому N-шарі нормального металу

e

Е6

Е2

Е

Е -2

Е

1

μ1

‌׀Δ׀

‌׀Δ׀

-‌Δ׀

-׀Δ׀

“e”, “h”

“e”, “h”

“e”, “h”

“e”, “h”

“e”, “h”

“e”, “h”

“e”, “h”

Барєр

e

e

e

e

h

h

h

h

h


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

48946. Расчет производственной программы количества выработки алюминия-сырца 488.5 KB
  В соответствии с действующим налоговым законодательством не подлежат налогообложению: реализация на территории России услуг по сдаче в аренду служебных или жилых помещений иностранным гражданам и организациям аккредитованным в РФ; реализация медицинских товаров отечественного и зарубежного производства по перечню утвержденному Правительством РФ; реализация медицинских услуг оказываемых медицинскими организациями услуги городского пассажирского транспорта общего пользования кроме такси в том числе маршрутных а также услуги по перевозкам...
48947. Технико-экономическое обоснование проекта цеха электролиза алюминия 657 KB
  Действенность планирования НТП во многом определяется тем насколько верно определено его состояние по определенным направлениям. Сущность и типология систем планирования В управлении экономикой рыночного типа важное место принадлежит планированию. Формирование рыночных отношений связано с развитием предпринимательской деятельности стратегического менеджмента и систем планирования. Все это усложняет систему планирования в силу необходимости учета рыночной ситуации требует повышения роли планирования на фирме его научной и информационной...
48951. Прототип программной системы «Гостиница» 1.73 MB
  Постояльцы проживают в гостиницах по разным целям – это может быть, как и в случае отдыха, так и по работе. Наша цель – подобрать доступную гостиницу из имеющейся на сайте базы данных. Так же вы можете оставлять ваши отзывы и пожелания
48952. Система электроснабжения района города в Московской области 2.53 MB
  Сечения жил кабелей линий 380 В должны выбираться по соответствующим расчётным электрическим нагрузкам линий в нормальных и послеаварийных режимах работы на основе технических ограничений допустимого нагрева и допустимых потерь напряжения а также с учётом применения минимальных сечений по условиям механической прочности в условиях монтажа и эксплуатации. Выбор сечений КЛ 04 кВ по техническим ограничениям по допустимым потерям напряжения. Далее необходимо выполнить проверку кабелей на допустимые потери напряжения в нормальном и...
48953. Проект системы электроснабжения района города в Московской области 4.02 MB
  Подача горячей воды и отопление осуществляется от ЦТП. В микрорайоне расположено 23 жилых здания высотой 9 этажей 5 жилых зданий высотой 12 этажей и 11 высотой 16 этажей 5 детских садов на 150 мест каждый 2 школы на 1176 мест каждая кафе на 50 мест 7 центральных тепловых пунктов ЦТП универмаг магазин Мебель магазин Электротовары магазин Сантехника автосалон поликлиника.1 ЦТП№1 11.2 ЦТП№2 11.