نام پژوهشگر: کاظم شعبانی نیا
کاظم شعبانی نیا بهرام خوشنویسان
با توجه به اینکه در ابررساناها اندازه گیری دمای بحرانی مهم ترین و اولین پارامتر ابررسانایی است، در این پژوهش دستگاه چهارسوزنی که یکی از متداولترین تکنیک های اندازه گیری دمای بحرانی است طراحی و ساخته شد. ضمنا نمونه نانو ذرات ابررسانای ybco به روش حالت جامد برای بررسی عملکرد دستگاه ساخته شد. اساس کار دستگاه چهارسوزنی، پروب های آن می باشد که از دو پروب بیرونی جریان عبور می کند و افت ولتاژ بین دو پروب داخلی اندازه گیری می شود. مهم ترین مسئله در ساخت دستگاه چهارسوزنی اتصالات دستگاه و نمونه می باشد به دلیل اینکه ابررسانایی در دماهای پایین رخ می دهد و هنگام تغییر دما اتصال دستگاه و نمونه قطع می شود. بدین منظور آرایه های مختلفی برای اتصالات دستگاه به نمونه از جمله آرایه مربعی و خطی پروب ها مورد بررسی قرار گرفت ولی در کلیه این روش ها به دلیل انبساط و انقباض اجزای دستگاه اتصالات قطع می شد و یا بدلیل نوسانات زیاد و ناگهانی اندازه گیری ها پاسخ مناسبی بدست نیاوردیم. بنابراین در نهایت از چسب نقره با آرایه خطی استفاده شد که در هنگام اندازه گیری دستگاه به حالت پایدار رسید. یکی دیگر از پارامترهای مهم اندازه گیری در این دستگاه که باید مورد توجه قرار گیرد جریان الکتریکی می باشد. در این تحقیق برای نمونه ابررسانا جریان 5/12 میلی آمپر به صورت ثابت در نظر گرفته شد. جهت ثبت اطلاعات اندازه گیری شده توسط دستگاه میکروکنترلر های معروف به کارت daq به کاربرده شد و ارتباط سخت افزار با رایانه با استفاده زبان برنامه نویسی لب ویو صورت گرفت. پس از بررسی و بهینه کردن همه پارامترهای مربوط به دستگاه برای بررسی صحت عملکرد آن اندازه گیری هایی روی نمونه های مختلفی از جمله فلزی و نیمه رسانا انجام شد. در نهایت دمای بحرانی نمونه ابررسانای ybco اندازه گیری شد که دمای بحرانی 91 کلوین به دست آمد. این نتیجه در توافق با گزارشات قبلی نمونه های ساخته شده به این روش است که دقت دستگاه و صحت عملکرد آن را نشان می دهد.