Развитие низкотемпературной электроники предъявляет новые требования к приборной базе, в частности, к терморезистивным элементам. Существует много низкотемпературных (по общепринятой классификации) элементов, работающих при температурах ниже 170 К. Но выбор устройств для диапазона температур <4,2 К, то есть работающих ниже температуры кипения гелия, ограничен. При этом современная низкотемпературная электроника уже требует устройств, работающих при сверхнизких (<1,5 К) температурах.
Известен терморезистивный элемент с положительным температурным коэффициентом сопротивления [Н.Т. Дехтярук, Ганюк Л.Н., Ильчишина С.В., Иноземцев А.Н., Огенко B.М. Датчик температуры. Патент Российской Федерации на изобретение №2013815] - прототип. Терморезистивным элементом в этом устройстве является слой низкоомного органического полупроводника полипиролла. Рабочий диапазон температур терморезистивного элемента 1,5-300 К, при этом характеристики терморезистивного элемента остаются стабильными во внешних магнитных полях напряженностью до 40 кэ при температуре 4,2 К.
Недостатком устройства-прототипа является то, что его рабочий диапазон не охватывает область<1,5 К.
Задача предлагаемого изобретения - создание терморезистивного элемента, рабочий диапазон температур которого<1,5 К.
Поставленная задача решается тем, что терморезистивный элемент с положительным температурным коэффициентом сопротивления, стабильным во внешних магнитных полях, состоит из монокристаллической пластины Co3Sn2S2 с тремя контактами из ниобия, нанесенными на кристаллографическую плоскость (0001).
Пример исполнения устройства и электрической схемы его подключения показаны на Фиг. 1, где 1 - монокристаллическая пластина Co3Sn2S2, ориентированная по кристаллографической плоскости (0001); 2 - контакты из ниобия; 3 - источник электрического тока; 4 - прибор для измерения напряжения; 5 - заземление.
Рабочий диапазон температур предлагаемого устройства от 0,03 К до 1,5 К.
Устройство работает следующим образом. На два контакта из ниобия подается напряжение смещения от источника тока, как показано Фиг. 1. Изменение напряжения смещения в диапазоне -1,0 - +1,0 мВ позволяет управлять сопротивлением терморезистивного элемента, как показано на Фиг. 2, где представлены графики зависимости сопротивления R от напряжения смещения V при разных температурах (кривая 1 - при температуре 0,03 К, кривая 2 - при температуре 1,5 К).
Изменение сопротивления в диапазоне температур от 0,03 К до 1,5 К составляет 0,08-0,1 Ом в зависимости от приложенного напряжения смещения.
Характеристики заявляемого устройства остаются стабильными во внешнем магнитном поле до достижения напряженности поля, соответствующей второму критическому полю для ниобия (30-21 кэ в температурном интервале 0,03-1,5 К).
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Сверхпроводящая цепь с эффектом близости | 2021 |
|
RU2753673C1 |
ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ | 1991 |
|
RU2037791C1 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕРМОРЕЗИСТОРА | 1993 |
|
RU2064700C1 |
ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ | 1991 |
|
RU2013814C1 |
ЛАЗЕР | 1986 |
|
SU1356927A1 |
ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ | 1991 |
|
RU2013815C1 |
НИКЕЛЕВЫЙ ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ ДЛЯ МОНОКРИСТАЛЬНОГО ЛИТЬЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ ЭТОГО СПЛАВА | 2000 |
|
RU2186144C1 |
Чувствительный элемент датчика температуры | 2016 |
|
RU2626222C1 |
ТЕРМОАНЕМОМЕТР И СПОСОБ НАГРЕВА ЕГО ТЕРМОРЕЗИСТОРНОЙ СТРУКТУРЫ | 2013 |
|
RU2528572C1 |
МАТЕРИАЛ ДЛЯ ТЕРМОРЕЗИСТОРОВ С ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ ТЕМПЕРАТУРНЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ СОПРОТИВЛЕНИЯ | 1990 |
|
SU1780439A1 |
Изобретение относится к низкотемпературной электронике. Терморезистивный элемент с положительным температурным коэффициентом сопротивления включает термочувствительный слой и электрические контакты. Терморезистивный элемент состоит из монокристаллической пластины Co3Sn2S2 с тремя контактами из ниобия, нанесенными на кристаллографическую плоскость (0001). Изобретение позволяет создавать терморезистивный элемент, рабочий диапазон температур которого <1,5 К. 2 ил.
Терморезистивный элемент с положительным температурным коэффициентом сопротивления, включающий термочувствительный слой и электрические контакты, отличающийся тем, что состоит из монокристаллической пластины Co3Sn2S2 с тремя контактами из ниобия, нанесенными на кристаллографическую плоскость (0001).
ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ | 1991 |
|
RU2013815C1 |
Способ получения кристаллов CoSnS | 2019 |
|
RU2701915C1 |
ТЕРМОРЕЗИСТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ | 1994 |
|
RU2068587C1 |
RU 2058604 C1, 20.04.1996 | |||
US 4647895 A1, 03.03.1987. |
Авторы
Даты
2020-08-13—Публикация
2020-03-11—Подача