Терморезистивный элемент Российский патент 2020 года по МПК H01C7/02 H01G7/04 

Описание патента на изобретение RU2729881C1

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).

Похожие патенты RU2729881C1

название год авторы номер документа
Сверхпроводящая цепь с эффектом близости 2021
  • Есин Варнава Денисович
  • Тимонина Анна Владимировна
  • Колесников Николай Николаевич
  • Девятов Эдуард Валентинович
  • Бараш Юрий Семенович
RU2753673C1
ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ 1991
  • Лысов Валерий Борисович
  • Прокопенко Юрий Олегович
  • Пулина Наталья Александровна
  • Сакидон Петр Анатольевич
  • Шварц Юрий Михайлович
  • Черемисов Виктор Анатольевич
  • Ильчишин Николай Петрович
RU2037791C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕРМОРЕЗИСТОРА 1993
  • Семецкая Наталия Михайловна
  • Семецкий Игорь Михайлович
RU2064700C1
ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ 1991
  • Дехтярук Н.Т.
  • Ганюк Л.Н.
  • Ильчишина С.В.
  • Иноземцев А.Н.
  • Огенко В.М.
RU2013814C1
ЛАЗЕР 1986
  • Гурский А.Л.
SU1356927A1
ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ 1991
  • Дехтярук Н.Т.
  • Ганюк Л.Н.
  • Ильчишина С.В.
  • Иноземцев А.Н.
  • Огенко В.М.
RU2013815C1
НИКЕЛЕВЫЙ ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ ДЛЯ МОНОКРИСТАЛЬНОГО ЛИТЬЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ ЭТОГО СПЛАВА 2000
  • Толораия В.Н.
  • Орехов Н.Г.
  • Каблов Е.Н.
  • Чубарова Е.Н.
RU2186144C1
Чувствительный элемент датчика температуры 2016
  • Сидоров Александр Иванович
  • Кастро Арата Рене Алехандро
  • Никоноров Николай Валентинович
  • Игнатьев Александр Иванович
RU2626222C1
ТЕРМОАНЕМОМЕТР И СПОСОБ НАГРЕВА ЕГО ТЕРМОРЕЗИСТОРНОЙ СТРУКТУРЫ 2013
  • Манухин Виталий Александрович
  • Карачинов Владимир Александрович
  • Карачинов Дмитрий Владимирович
RU2528572C1
МАТЕРИАЛ ДЛЯ ТЕРМОРЕЗИСТОРОВ С ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ ТЕМПЕРАТУРНЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ СОПРОТИВЛЕНИЯ 1990
  • Политова Е.Д.
  • Косяченко Л.Г.
  • Калева Г.М.
  • Кудинова М.В.
  • Веневцев Ю.Н.
SU1780439A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 729 881 C1

Реферат патента 2020 года Терморезистивный элемент

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.

Формула изобретения RU 2 729 881 C1

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).

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2020 года RU2729881C1

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ 1991
  • Дехтярук Н.Т.
  • Ганюк Л.Н.
  • Ильчишина С.В.
  • Иноземцев А.Н.
  • Огенко В.М.
RU2013815C1
Способ получения кристаллов CoSnS 2019
  • Тимонина Анна Владимировна
  • Колесников Николай Николаевич
  • Девятов Эдуард Валентинович
  • Швецов Олег Олегович
  • Есин Варнава Денисович
RU2701915C1
ТЕРМОРЕЗИСТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ 1994
  • Докторович Зиновий Исаакович
RU2068587C1
RU 2058604 C1, 20.04.1996
US 4647895 A1, 03.03.1987.

RU 2 729 881 C1

Авторы

Девятов Эдуард Валентинович

Егоров Сергей Владимирович

Колесников Николай Николаевич

Тимонина Анна Владимировна

Швецов Олег Олегович

Даты

2020-08-13Публикация

2020-03-11Подача