Nghiên cứu xây dựng hệ đo tự động các đại lượng phụ thuộc nhiệt độ trong vật lý chất rắn và ứng dụng .

MUC
è

LỤC
■

Trang
MỞ BAU

4

CHUCH0 i- VÀI NET VE HAI ĐẠI LUỌNG PHỤ THUỘC NHlệr ĐỘ
ĐUỌC
QUAN TÂM TRONG NGHIẼN cứu VẠT
LY CHAT RAN
•
■

1A- DÔ cản từ
1B- Phổ quá đọ các nức sâu trong bándẩn

9

9

12

§1-Vai trò của tâm sâu trong bán dẩn

12

12-Quá trìn h dông hoe trê n các nức sâu

13

§3-Cơ sở lý thuyết của phương pháp
Pino quá đô các tâm sâu (DLTS)

14

3a- Phương Fháp điện dune quá đọ

14

3b- Phương pháp dòng quá đô

16

CHUÔNG 2- HẸ• ĐO ĐỘ
BỘ* VA Áp DỤ•NG
• CAM TỪ PHỤ
• THÜ•ÇC NHlệr
«
NGHIEN cỏu QƯÁ TOÌNH CHUYEN PHASIBƯ DAN
2A- Hê đo tự động Kiểu mot biến SM90

19
19

§1-Nguyên lý cto

20

§2-Sơ đô' các khối chức năng

20

$3-K hối p h ả i mần

£7

$4-Cbuấn và ỉúệu chinh hê

28

2 B - Úhg dung h ê dữ tro n g n gh iên cứu

29

CHUÔNG 3 - HỆ• ĐO ĐIẸH
DƯNG VA DCHQ QUÁ ĐỘ• THBD NHlỆr
ĐỘ• VA
•
•

ÁP DÜN3 NGHIỀN cứu TÂM SAUTOONGCHATBAN DAN

34

$1-Ẩrih. hưởng của chiếu xạ trê n mệt số lirih Kiện bán dẩh

37

1. 1- Unie nghiệm

37

1, 2- Nhân địrih chung

40

§2-Xây đựng hệ đo DLTS dùng điện đun« theo kỹ thuât Boxcar kép

43

2, i-Nguyên tấc đo

42

2, 2-Sơ đồ các Khối chức nang

49

2. 3-Chuẩn và hiệu chinh hệ

57


2.

4-Úhg

đụng

66

§3-xây đựhe Ììệ đo DLTS đùngđòng theo Kỹ tlĩuât TSDB À-B

68

3. 1-Nguyên iý đo

68

3. 2 -Sơ đồ các Khếl chức năng

69

3. 3-Chuẩn và hiêu
chlrih hê
•
«

72

3. 4-Úhg dụng

73

§4-Fhể DLTS điện dungtrê n mẩuSi chiếu xạđiện tử

73

4. i-Mấu và th iế t b i db

73

4. 2-Kết quả thưc nghiêm

74

4. 3-Hiảo luận k ết quả

75

T

CHUONQ 4-

NHŨNG VAN r e VE TO CHUC HẸ• lự• DÇ« HG KIEƯ hai Biến
NGHIÊN cóu TẦM SÂƯ BANG FHUONGPHAP ĐIẸH DUHG DLTS

79

4A- Khai thác các thông số của tân sâu từ số liê u thu nhân
tr ê n hệ tự dộng h a i b iế n dạng C(t, T).

$1-Nguyên lý của hệ

tư động hai

79

biến dạng C(t, T).

79

đo h ai biến

ôi

$2 -Phương pháp

tách phổ trên hệ

$3-Fhương pháp

Lang trên hê đo hai biến

62

$4-Phương pháp

Dich cửa trên hệ

64

do hai biến

4B- Hệ do tự dộng h a i b iế n CT92.

66

$i~các Khối ctníc năng

66

$2-Khối phần mềm

69

$3-Ctiuân và hiệu chỉnh hệ

90

$4-Kất quả thưc nghiêm

95

4 c - Một s ố nhận x é t và đề n gh ị c ả i t iế n hệ do CT92

98

$l-về cầu điện dung Boonton 72B

98

$2-về Khối xử lý điện tử

102

KỂr
Tài

luận

liê u tham Khảo tiếng Việt

106
109

Tài liệ u tham Khảo tiếng Nga

112

Tài liệu tham khảo tiếng Anh

115


Nói churuạ, trong các hệ

đo vật lý,

dạl lương cần đo thường phu

thuộc vào nhiều thông số. có th ế biêu diển

tương quan giữa chúng đưới

F = F(x, y, z . . . )

rtạru? hàm:

Trong đổ : F là đài lương cần đo
X, Y, z . . . ỉà các thông sấ ảnh hưởng
Trong rihiều trường ỉiơp,
như

X

= x(y), y =

Y (z ),

các thong số la i có sư F*1U thuôc lẩn rihau

z = z (x ).

..

Nhiêm vu của phương pháp đò nói chung cũng ríhư hê đo nói riêng
là

xả lý

các quan hệ đó và cuối cùng đưa ra

những đại lượng có th ể đo

đươc (điên áp, dòng điên, tần số. . . ) dưới dạng ỉ

F - F(x) I

Iy, z. . , = const

Trong nhiều các thông số ảrih hưởng,

nhiệt đọ là mọt thông số dưạc

các nhà vật lý chất ran r ấ t quan tâm. Nhiêt

đô làm ảrih hưởng mạrih đến

nồng độ h ạt tả i trong vật liệu bán dẩn điện,

các dại lượng rihư độ dần

điện của vật liệu, đô lin h đọng - đai lượng phản ánh cơ chế tắn xa của
các h ạt tả i điện trong bán dẩn - đều Fỉiụ thuộc vào rìhiệt

đô. sự thay

đổi rihiêt đô đến mot giá t r i Tc nào đó sẽ làm phá vỡ t r â t
các vật liệ u thuận từ. Nhiệt dồ đó gọi là
vật liê u siêu dẩn,

tư

từ của

n hiệt đô Curie. Đối với các

khi nhiêt đô ctoơc ha thâp đến môt giá t r i tớ i han

Tc nào đó th ỉ xuất hiện hiện tượng điện
liệ u chuyên sang chất nghịch từ. Tuy hai

trở không { R = o

) và vật

đại ìưạng này thể hjện hai


_4_
'.rang thài đỏc lâp với

rứiau và cốcác đãc trưng

cơ bần riêng

nhưng

cirúiug đểu đươc quan tâm trong nghiên cứu vùng chuyến pha siêu dẩn. Dối
v ó i Kim l o a i , n h iê t dỉô ảnh hưởng

đến chuyển dọng n h iê t

thể và do vậy arửi ĩttĩởng tớ i điện trở suất toàn phần

của

mạng tir ih

củavật liệu.

Nhiêt độ là tác nhân và hê quẲ trong các hiêu ứng nhiệt điên như
Zeebeck, P e ltie r - các hiệu úng có nhiều ứng đụng trong
Đối với các lirih. Kiên bán dẩn sử dụng chuyên tiế p
làn ảrih hưởng đến dòng dò)

dòng

tĩn h và dẩn đến

thông số như trở kháng, công suất,

lượng có liê n quan như điện đung,

PN,

nỉũêt đô

làm thay đoi các

tần số, hê số Khuyếch dại. . .

Quá trìrih bất và ptìát xạ các hạt tả i
là một đại lượng phu thuộc nhiệt

thực t ế .

độ.

điện trên các mức sâu cũng
Do quá trìrih này mà các đại

dòng quá đô tạ i lóp chỉnh lưu chứa

các mức sâu cũng Fini tixaôc rihxêt đọ.

Thông số n hiệt đệ ảrih hưởng đến r ấ t nhiều dại lượng vật lý,
tựa trung lại,

các đại

dạng chính, như sau

son«

iưọ*ig âó thường Fini thuôc rihiệt đệ theo hai

:

* Dạng Fini th u ộc đơn đ iệ u : s = S(T).

Dạng này thường gặp trong các nghiên cứu về đô

dẩn điên,

do

lin h động, tlịện tr ở suất, độ cảm từ. ..
* Dang phai thuôc song hành với ttìời gian :

s

= S(t,T).

Dạng này thường gặp trong các nghiên cứu ĩtiổ quá đổ.
Phép đo dai

lương thuôc

thuộc một biến số;

dạng thứ nhất đươc gọi là phép đo phu

phép đo dại lượng thuộc dạng

thứ

h a i

dược gọi là

phép đo Fini thuộc hai biến số (goi t ấ t là : kiêu i biến, kiểu 2 biến).


-5-

Trone bản luận vãn này,

chúng tô i tr ìn h bầy về các hệ dò hai dại

ìưạng phu tliiôc rihiêt dô dươc quan tâm trong nghiên cứu. vât lý chất
rẩn, đó ' I dô cam từ của các mấu siêu dẩn rửilêt độ cao vầ phổ quá dô
DLTS trong ngíilẾn cứu vật lý tâm sâu,
đại diện cho hai Kiêu phu

Hai dại lượng này Không

ríhữhg

thuộc nhiệt độ nói trê n nà còn có ý nghĩa

th iế t thực, thòi sư trong quá trình, nghiên cứu biên nay.
Từ cuối năm 1966,

công bố của G. Bednorz tim ra chất siêu dẩn có

rihiêt đỗ chuyến pha 35 K và sau đó công bấ của p. Cha với vât liê u cố
Tc=90 K gây nên Irtột chấnđộng,
vật lý siêu dẩn,

một cuôc chạy dũa rần rô giữa các nhà

KỶ lục về Tc

liên tiế p

xuất hiện và b ị

íiiá vổ :

105 K, 123 K, rồ i sau đố 125 K. Đến đầu'năm 1994, có tác giả cho là đã
có rhững dấu hiệu của Tc tớ i 160 K và 280 K.
Một dtặc trưng
Meissner (1933) :

cơ bần của các

cihất

siêu dẫn dó

là hiệu ứng

b T < Tc các dường cầm ứng tử b ị đẩy r a ngoài» nghĩa

là tử trường Không xâm nhập vào trong trạng th á i siêu dẩn.
các đặc trưng

điên trở Không và hiệu ứng Meissner dươc coi rihư

băng chứng cho môt chất trở thành siêu dẩn. v ỉ vậy mà hê db các đặc
trứng này là r ấ t cấp th iế t dối với các nhà vât lý và công nổhê.

Bên carih đó,

trào lưu nghiên

cứu về sai hỏng do tâm sâu trong các

vật liệu bán dẩn điện vừa mang tírih truyền thống vừa có tín h thời sự.
Val trò của các tâm sâu sinh r a trong quá tr ìn h

chế tao hay chiếu

xạ trê n các vật liệ u bán dẩn dấ dược quan tâm và nghiên cứu từ lâu
[59]. Tuy rihiên,

đến 1974,

từ Khi công tririh của D. V. Lang đươc cống

bố [65], việc nghiên cứu tâm sâu băng FfioforiÄ pháp DLTS (Deep Level
Transient Spectroscopy) trở

nên Fhổ biến và r ấ t có hiệu quẩ:


-6 -

Nhiều phòng th í nghiệm vật lý bán dẩn trê n th ế giỗi dã xây đựng hệ
áo PLTS và nổhiên cứa các

thông sế của tâm sâu theo kỹ tliuât này. b

Việt nam, từ năm I960, dể tà i " Nghiên cứu sai hỏng đi ẩn trong bắn đẩn

S ilic " dược dặt

trong Onương trirữ i Nhànước 40-04

là một dể

nghiên CÚM cơ bản định hưóng rihăm g iẳi quyết các vấn

sẽ gặp phải

đê'

Khi cỉróng t a tr iể n Khai các công nốhê chế tao vât liêu

tà i

Si lie cao cấp

và chế tạo các lin h Kiện phẩn chất cao. với sự hoạt động của lò FÎW1
ứng hạt nhân Đà lạt,

máy cấy ion của Z161,

việc nghiên cứu sa l hong

điổn đẩ dược đẩy mạnh[2 , 101 . Đến nay việc nghiên
tiế p tục dươc quan tânv

cứu tâm sâu vẩn

thể hiên qua đề tà i ttniôc cíhương trin h nhà

nước KT-04-339 và đề tà i cap bộ B9 1-05-27 do Khoa vật lý Trứòng Đại
học
Tổng hợp
Hà nộỉ
dẫm nhận.
•
1
I
f
Trong hoàn cảnh đất nước còn nhiều Khó Khăn,
nhiệm vu trê n n*ic

đế thực hiện những

tiê u ban dầu hết sức cấp tliiế t là
tư

cósắn trong nước, các hệ tự

bao dầm dươc nhưhg yêu cầu KỸ thuât rihư dô nhay,

xây đựngcác hệ

th iế t kế dó pỉiải

đọ chírih xác... cần

th iế t cho mật hệ đo Fhổ.
Hơn nữa , yêu cầu ứng đụng cấc thành quả của

ngành t i n học vào

quá trìrih thực nghiêm ngày nay đật r a rihiệm vụ C Ỉ1 0 các hệ đo là phải
á tơ■ c tưI •đông ho á. Nhờưu

rông phân tíc h k ết

đi ổncủa

tư•

đông hoá mà hê sẽ cho phép mỉ
*

•

•

*

quả theo nhiều cách Khác rìhau [5 ], Trên cơsơ này

có th ể so sárih. lựa chon hệ đo F*ùì hợp với từng yêu cầu cụ thể,

rihẩm

đạt hiệu quả cao rihất trong quá trìn h nghiên cứa

Công việc xây đựng hệ đo chuyên đụng này Không chỉ
quá trìrih vât lý của dối

tương mà còn liê n

Kỹ tỉiuằt nói chung và điên tĩt hoc nói riêng.

liê n quan đến

quan tớ i lĩrih vực vật lý


-7-

vì líiưng lý đo đó , tản luận

án này dược thực hiện với những mục

đích như sau:
1 - xây đựng hệ đo đệ cảm từ

analog và ếhép nối máy tín h dùng trong

nghiên cứa vât.
T lý• siêu dần nhiêt
» 4dô cao.
2- Xây đựng hệ db DLTS analog (đùng diện dung) sử dụng kỹ thuât tích.
Ftiân Boxcar trong nghiên cứu vật lý tâm sâu.
3- xây dựng hệ đo DLTS analog (đùng dòng) sử đụng Kỹ thuât tách sóng
đổng bộ A-B trong nghiên cứa vật lý

4- Hiêu chảnh hê đo DLTS (dùng

tâm

điên dung)

sâu.
tự dông Riếu hai biến

C=C(t, T) và Kiếm nghiệm các phương pháp Khai thác số liệu trê n hệ
5- sử đựng cấc hê đo trong nghiên cứu .

Bần luân văn dươc v iế t thàrih. 4 chương với các vấn đề cu th ế sau :
Qïiiong I trỉn h

bầy một số nét về hai dại lương được quan tâm

trong nghiên cứu. vật lý chất răn :

Đô cảm

dần nhiệt đỗ cao và vtiẩ quá đô các

tâm sâu

từ tron«

nghiên cứu.siêu

trong vât liêu toán dẩn.

Chcưang II trình, bày quá trìrih xây đựng hệ tự động đo đọ cảm từ của
các Tíểái siêu dẩn rihlêt đọ cao và sût đụng liệ trong nghiên cứu.
Chương III mô tả rihững ý tưởng chính của kỹ thuât đo DLTS trong
nghiên cứu tâm sâu và dựa trên dó xây đựng hai hệ đo :
và dòng DLTS analog từ những

linh Kiện rò i

điện dung DLTS

rạc trong điều Kiên Việt

nam Chương này trìrih. bầy chi t i ế t về các công việc hiệu chỉnh hoại
đọng crủa hệ, cải thiện chất lượng hệ dò, sử dụng hệ trong nghiên cứu.
Chương IV trìn h bầy về các phương F*iáp Khai thác số

liệ u trê n hệ

tự độn* hai biến C(t,T) : Rutong pháp Tách phổ, Lang và Dịcìi cria. Hột
t

a

hê đo ba chiều [5ibi i, 5] dược hiêu chlríh,

«

*

bể chính để kiêm nghiệm cấc


-6 -

Fhutang phiip nóỉ trên, Trong chương này, môt số đê' nghi cải thiên hê đo
h a l b iế n dược dưa ra nhăm nâng cao độ ch ín h xác của các kết quả.

FhuAone ptiáp thni nhân tín hiêu Riêu hai biến có rihiều ctăc điếm ưu
việt, dầc b iệ t có hiệu quả cao về mặt xử lý số liêu trên hệ do tự động.
các hê đo nói trê n đã góp Fhần trong quá trìrih thức hiện các đề
t à i của Nhóm nghiên cứu tâm.sâu thuôc Khoa vât

lý Trường Đại học Tổng

họt> Hầ nội [2, 5, 10]. xét về Ftniơng diên tô1 chức hê đo,
được tiế n hàrìh từ các hệ analog đến các hệ tự dọng,

các công viêc

từ hệ tự (tông một

biến đến hê tự đông hai biến số. xét về phương diên ứng đụng,
dùng hệ trong nghiên cứu vât lý các tâm sâu,

có thế

vât lý siêu dẩn rihlêt đô

cao yà các pỉiép đo đai ìưạng Fhli tlmôc ritiiêt đô trong nghiên cứli vật

lý chất ran nói

chung với

sư điều chỉnh th ích hợp trong những hoàn

canh cụ the.
công trìn h này đấ dược tiế n hàrih từ năm 1980 đến năm 1993 tạ i BỘ
môn vât lý Chất rain,

BỘ môn vât lý Đại cương,

Khoa vật lý Trường Dai

học Tong hợp Hà nội và Phòng th í nghiêm vât lý Nơtron Viên liên hiệp
nghiên cứu hạt nhân (JINR) Duina, Liên bang Nga.

th n ô i

n g à y iO th á n g i i nẳm Ì994.


- 9 -

M f lc I 1

VÀI NET vỂ HAI DẠI UXJNQ phị;

thuộc

N n ệ r ĐỘ

DUỌC GỊUAN TAM TRGNQ NGHIỀN cúu VẠT LY CHẾr

ran.

IA- ĐỘ CAM lủ .
ổbiọc đ ịn h n g h ĩa bẩng t ỷ s ố

DỘ cầm từ X (tr ê n mệt đơn v ị th ể t íc h )
M
X = ----

(1. 1)

H
tro n g đó H là mô men từ của

đơn v ị th ể t íc h và thường

dược g o i là độ

từ hoá, H là cường độ từ trường n goài.
N goài cá ch đỉrih n g h ĩa đô

cảm từ tr ê n đơn v i

cũng thường dùng Khái niệm đọ
moi (đô cam từ phân t ầ

th ể t íc h ,

cầm từ tr ê n đơn v ị Khếl

gam).Khi đó người t a dùng k ý

Những ch ấ t có đô cầm từ đương g ọ i là

người ta

lượng h ay tr ê n

h iê u Xịị.

ch ấ t thuận từ . Những ch ấ t có

đô cảm từ âm g o i ỉà ch ấ t n g h ich từ.
Nếu tro n g c h ấ t thuận từ
men từ nguyên tử v à mô men

có một tương

tá c nào đó

từ io n d in h hướng th eo m ệt

t h i t a s ẽ có c h ấ t s ắ t . từ. ĐÓ là các c h ế t có
Khi Không có từ
như vậy v à g ọ i

trường n g o à i.
tương tá c

làm cho cấ c

G iả t h iế t

đó là

do một

rẩng tồ n
trường nào

t ạ i một tương tá c
đó g ọ i là trường

t ủ h a y trường tr a o đ o i.

đ in h bẩng mô men từ

t h ế t íc h củ a mấu ch ấ t.

Đ iẩn C urle Tc là r ih iệ t đ8

từ h oá tự p h át s ẽ b iế n

mất. Trong vùng thuận

cảm từ dươc cho b ở i đinh, lu â t C u rie-W eiss :

hướng xác đ ìn h

mô men từ tự F iiát ngay cả

W eiss. Trường này còn dược g ọ i là trường ĩtiâ n
ĐỘ từ h oá bão h oà Hs được xắc

ĨTÔ

tự p h át của đơn v i

nà k h i T > Tc t h i đọ

từ của ch ấ t s ấ t từ,

độ


- 10 -

c
X = --------

( i. 2)

T - Tc
a đây c là hẩng s ấ g ọ i là ỉiầ ie s ế C urie.

B iểu th ú c này d iể n t ả

r ấ t đúng đấn

quan s á t được tro n g vùng T > Tc củ a
Khi làm lanh, ch ấ t s iê u dẩn
t ớ i han Tc t h ì cá c đường

sư b iế n th iê n của độ cảm

từ

cá c ch ấ t s ắ t t ù

tron g từ trường H xuống

cảm ứng từ

b i dẩy r a

đưới n h iệ t đọ

n g oà i c h ấ t s iê u

dẩn.

H iên tượng này đươc g o i là H iêu ứng M eissn er. Khi đó :
H (n ội t a i) = H (ngoài) + M= 0
Độ cảm từ

X - H/H = - i

H iệu ứng này cho b iế t :
nâhicíh từ

lý

G h ír ih

Chất

( i. 4)

s iê u dẫn b iể u h iệ n

rihư ch ấ t

tưỗng.

Theo b iể u thức
h iệ u

(1. 3)

L angevin v ề

do nguyên lý P a u li,

đô cảm n gh i ch từ

cô chú Ý đến rifröng

độ cảm n ếh lch từ tr ê n đon v ị th ể t íc h

có dạng :
X

2
-Z e N

( i. 5)

tro n g đó z : s ố e le c tr o n
N : s ố nguyên tử tron g đơn v ị th ể tíc h .
T ín h n ế h ic h từ có
ch e b ớ t Fhẩn tro n g

liê n quan đến xu

củ a v ậ t

th ể

đ iệ n từ . th eo dịrih lu ậ t L entz,
s ẽ cảm ứngtro n g mach mot dòng

Khỏi

hướng của cá c đ iệ n
từ trường n g o à i. Từ

mọi b iế n th iê n từ thông
đ iê n có c h iề u sao

t í c h muốn
lý th u y ết

qua mạch đ iệ n

cho h iê u

ứng từ của

nó chống l ạ i sự b iế n th iê n củ a từ thông. Tron« mạch đ iệ n không có
kháng, t h í đu tro n g cá c vồng lằm
e le c tr o n của c á c nguyên tut,

tr ử

bang ch ấ t s iê u dẩn h ay tron g quỹ đao

dòng đ iệ n cẩm ứngđược bẳo to à n cho đến


- li -

k h i nào còn tổ n

t ạ i từ

trường. HÔ ¡nen từ

do dàng

đ iệ h này s in h r a

ch in h là m3 men n tữ ilch từ.
Đ ối v ó i cá c mẩu s iê u dẩn,

chuyển rtaa s iê u dẩn chírih là vùng rih lệt

độ xảy r a sự th a y d ẩ i cấư tr ú c
ch ấ t n g tiich từ. Fhép đo

và t r ậ t tự từ d ể v ậ t

độ cằn từ (hay

c íiấ t s iê u dân là Iriật minh chứng

còn g ọ i là Hệ

iiệ u chuyển sang
s ố từ hoá) cua

cího h iệ u ứng M eissn er v à

s iê u dần là

tron g từ trường tĩr ih Họ son«

song VỚI từ

ch ấ t n ếh ich . từ
Khi đ ậ t ỉriột mẩu từ tírih.
trường xoay c h iề u

họexpdurt.) (0> là tầ n

h(t) =

s ế góc của từ trường

xoay Ghiềủ) từ trưòng tốn g cộng tá c đụng lê n nó là :

H = Ho ♦ hoe

iw t
( i. 6 )

Từ độ M cu a mấu s ẽ gân 2 phần:

M= Mo ♦ mọexpti (wt


-

(i.7)

Trong đó Mo là từ đọ từ trường tĩrửi« phần còn lạ i là từ dô ứng v ớ i

từ trường xoay c h iề u v ầ Ỷ là góc lệch . Fha

củ a từ đọ d ố i v ó i từ tn tò n g

xoay ch iều . Hệ s ố từ h oá động r ú t r a từ ( i. 6 ), ( i. 7) có dạng:
= X '- iX"

(1 . 6 )

vớ i: X '^iH j/hoJcos*
X" ^ (rn c/h^ 3 inở đây X'

là

Fha v ớ i từ trư òíig

thành

phần củng

xoay

c h iề u (đô

:

tá n sấ c) v à x ” là thành phần vuông
pha v ó i từ trường

xoay

tíấp tiiu ). Hìrih 1. 1 m& t ẩ

c h iề u (dô
m ếi liê n

h ệ g iữ a từ trường xoay ch iề u ,
đọ, X 'và X" [19].

từ
Hinh i. 1 -L iên h ê g iữ a h và m


- 12 -

Trong n g h iên cứu s iê u dẩn,

chĩa tr ê n đăc tír ih này»

người t a xây

dựhg n h lếu iiệ đo đô từ ho á

đông đ ể đárữi g iá chuyển pha

s iế u dẩn th eo

sự th a y d ổ i rih iệ t

[71-74J. Mầu đo thường dược d ặ t tron g cuộn

dây CC dòng b iế n d ẩ i. sự# ĩtn Ii th u ộc
n h iệ» t dộ• củ a độ• từ ho á làm th a y đ ố i
•
h ê s ấ phẩn ch ấ t của cuôn

dây và do

vây th ế h iê n

b iế n d ể i [76] h ay s. d đ cảm ứng ơ cuộn
Khếi xut lý , t í n h iệ u dược dưa

b tầ n s ố

dây thứ c ấ p

vào L o ck -in h a i pha đ ể

thành Ffriần đổng Ftia v à vuông pha t h ỉ t a sẽ

phát dòng

[19]. Nấu như

Cf

tá c h r iê n g b iệ t

rihận dược độ tấ n sấ c X' và

độ hấp th ụ X".

iB- PHD GỊƯÀ ĐỘ CÁC Mốc SÀU TRONG BAN DAN (DLTSI

*1 - VAI TRÒ CỬA TÂM SAU TRONG BAN DAN
Trong cấ c v ậ t l i ệ u bán dẩn ttnïcmg xu ất h iệ n cá c tâm sâu. Qráng tổ n t ạ i
tro n g cá c tir ih t h ể có th ể

do ngấu rihiên Khi ta o mầu,

n h iên k h i Fha tạ p h a y c h iế u xạ

có

vào mầu. Song đù có nguồn

cấ c tâm sâu cổ tầ n quan tron g r ấ t lán :

chúng

t h i là t ấ t
gốc từ dâu,

làm th a y đ ổ i rihiếu dặc

trư ng củ a c ấ c v ậ t liệ u . N hiều đụng cụ bắn dẩn c h ỉ h o a t động t ế t Khi có
cấ c h a t t ả i đ ii Tâm sâ u

lầm giảm th ờ i g ia n

cá c h ạ t t ả i , dẩn đến Ftiâm
n h iề u tâm sâ u cố h ê s ổ

ch ấ t củ a

sống v à đô lir ih

lir ih K iện

Khuyếch đ a i dòng

nhỏ,

Kém đ i [ 1 0 ]. T ra n sito r
tạ p n ô i tăn g

n&iỉơc lổn . Môt s ố < tiôt Fhflt

quang có ỉiiê u su ấ t phát, sáng

tr in h t á i hợp là trứ c tiế p ,

sư tồ n t a i

củ a các tâm

hợp này s ẽ làm giẫm h iệ u su ấ t p h át sáng củ a
s ố đ iô t s iê u cao tầ n l ạ i cần

sự tồ n t ạ i của cá c tâm

v à dòng

cao nếu quá

sâu tro n g trường

chúng [77]. Ngược l ạ i một

th ờ i g ia n sống củ a cá c h ạ t

sâu lú c này l ạ l

động của

là cần t h iế t ,

các

t ả i r ấ t riho,
công tr ìr íh


- 13 -

n g h iên CÚM tr ê n t r a n s is t o r [9] và

cá c cấu trú c bán dẩn

khác đã chứng

tồ rẩng c á c tâm sâ u có ầrửi hưởng r ấ t lớn đến t ín h ch ấ t và các thông s ố
cua đụng cu bắn dẩn. v ì vây

v iệ c tă n g thêm hoặc giảm b ớ t

tâm sâ u tron g v iệ»c n u ôi tin h th ế ỉ à một
• vấn

nống dô của

để tiiưòng xuyên dược
■ quan

tâm củ a ribững người làm công nghê bán dẩn.

$2- QUÁ TRÌr« ĐỘNG
■ HỌCt TRẼN cÁc MỨC SAU

Khi có các nức năng lượng EJp è trong vùng cấn,
Không ngừng cua cấc đỉên tử giữa cấc núc

đ ó VỚI

s i có chuyển dời

các vùng năng lượng [5].

Tốc đô của các chuyển dời đó dược mô tả bởi:

K Tốc

đọ

bất

đ iệ n tử

b o l tâm sâu (bẩy ) :

K Tốc đô

phát xạ điện tử

* Tốc đô

b ấ t lo trốn g bơi tâm sâu

: Kp. nj>

* Tốc

Fhát x ạ l ế trốn g từ bấy

: e p (Nr —

đô

Trong đỗ

từ bẩy

:

Kn (Hj<—

Dj)

en. nji

rvp)

ÜJI là nồng đô bẩy
rỵr là nồng độ bẩy có điện tử.
Kn là xác

suất bầy bất điện tủ từ vùng dẩn trong một

đơn vị thời gian : Kn = Cfï n
Cf! là hỗ số bất điên tử từ vùng dẩn,
Kp là xác suất bầy bất lo trống từ vùng hoá t r Ị trong một
đon v i thời gian : Kp = Cp. p
Cp : hê số bắt lế trống từ vùng hoá t r i
n là nổhg đô điện tử trong vùng dẩn
p là nồng độ• lẽ trống trong vùng boá t r ị
cn(p) = ơn(p)' vn(p)
(Tjjp là t i ế t điền bắt điên tử ( lổ trống )

■

- 14 -

Vjjp lá vân tốc của đ iên tử ( lo trống )
gơnvn Nçexp ( (- (Ec~Br> /Kĩ) )

(1.9)

-1

ep=

g

ơpVp N v e x p U -tE v -D rJ /K T ))

<*• 10>

_ 3 /2 -3

^c(v)“ 2 (2TOfyi(p)KT)

li

g là thừ a s ố su y b iế n củ a nức Etịv

Tống quát, các tốc đô đó đươc đưa vào Fhưcffig trìn h tốc đô:
dtnrp

đp

dn

------- = ------------------- (ep + Kn) (Hr-np) dt

dt

(en+ Kp)r>r

(1. 1 1 )

dt

Ẳrih hưởng của các tâm sâu đến tírih chất điện và quang của các chất
bán dần tlĩường dược mô tầ bởi Ej>, Kn (p), en (p), Nip vì vậy người ta đã
đê' r a rihiểu ĩtữíơng ptìáp đề xác địrih các thông số đó [68].

Đe có dược

thông t i n một cách tương đối đầy chi, cần có sự bổ xưng giữa các Ffritóng
Fiiáp vái nhau.

$3- Cơ SỞ LÝ THUYET Của PHXW3 PHÁP PHD quẤ ĐỘ CÀC TÂM sau (DLTS).
3a- Cơ sở lý thuyết của phương pháp diện dung quá dô.

ĐÔ lấp dầy điện tử của tâm sâu bi Kích th ích ( do rihiệt, điện hoặc
quang ) sẽ trở la i trang th á i dừng khi tỉiôi bi kích

th ích [65]. Trong

quá trình, chuyến tiế p đó, điện tử trên các tâm sâu bỊ thay đổi và được
mô tả bởi phương trìrih (i. ií). Môt trong các cách làm thay đổi
đầy điện tử của tâm sâu

là

đùng chuyển tiế p

SchottKy. Trong các phép đo điện đung quá đô,
chuyển tiế p p -H hoăc điot SchottKy loai N Khi
1

'

+

vùng cấn hay dùnổ chuyên tiế p loại N -P hoãc
tâm sâu nần ở nửa dưới của vùng cấn

đô lấp

P~N hoặc hàng rào
người ta

thường đùng

tâm sâu nần ở nửa trên
điot Schottky loai p Khi

- 15 -

v ớ i một chuyên t iế p p -N có tâm sâu nần ơ rnia tr ê n vùng cấn,

đ iệ n

đung tr ê n jnột đơn v ị d iện t íc h cu a lớ p ngăn dược cho b ố i:

r'

q

l1i/s

s

c= I

(i. 12)

L 2(Vd±V)
Trong đó :

J

là t h ế Khuyếcli tá n
±v tương ứng là th ế ĩtiâ n cực ngươc v à thuận.
Ni là nấng độ io n tro n g lợ p ngăn.
Ni

—

(Nd + Hj>) — r>p

(1. 13)

Từ (1. 12) v à ( i. 13) có U iề th ấy đ iệ n đung

củ a lộ p chuyển t iế p th ể

h iệ n núc đô lấ p dầy đ iệ n tử của tâm sâu.
Trong trường hợp tâm sâu là bấy đ iê n tử :
{1 . i i )

en >> ep,

phương tr ìn h

t r á thành :
dr>p

-nji(en + n. c n ) + Rji. n. cn

(1. 14)

dt
Nấu chuyên t iế p dược Ftiân CƯC thuẫn ,
clm yển t iế p cao: n t ỷ lệ Np v à en «
%

nồng đô

đ iệ n tử tron « m iền

nC ịỊ , phương tr lr ih (1. 14) cho :

— r>p(t) = [ ttp - rvp(O) ] exp (~n.Cn. t)

Khi t -*> 00,

np -*■ N-r :

t ấ t c ạ cá c tâm đều b ắ t đ iệ n tử. Bây g iờ

phân cực ngứơc 1ỚP chuyền t iế p . Các h ạ t t ấ i đ iê n b ị dẩy k h ỏ i ló p ngăn,
Khi đó en >> n. Cn- Lúc này , các tâm sâu g i ả i phóng đ iệ n tử b ị b ất.

Từ ĩtniơng tr in h tếc đô , ta có :
np(t) =

Nrp exp (— ent )


- 16 -

và từ (12) :

-1 i / 2

r q (N +N )

1
s D T

1

2 (VD+VR)

-1 i / 2

N
T

1

I

| i ------------ exp ( - e ^ t) I

J

L

c t t í = I -----------------

L

r

J

nd +Ht

Trong trường hợp Mp << N]> t a có dạng gần dhing:

|-q
1

C(t) =

I

s

1

D T

-----------------

L
h ay

(H +H ) -.1/2 Ị-

2
I

Ii

J

L

1

N

1

T

------------ exp ( - e t )
£Nd

tro n g đó

c

=

(1. 15)

-, 1 /2
1

Ị
L

ị

J

C(t) = C f — C ị ex p (—ent )

r q (N +N )
1
s D T

1

(i. 16)
2 (VD+VR)

-I

%
Ci -

( 1 . 17)

c f ---------

2Hd
Như vậy, tro n «

dường đ iệ n

đung quá

dọ C(t)

thông s ố cơ ban của tâm sâu rihư tố c đô p h ất

có chứa

xa en ,

đầy đà các

nồng độ tâm Nrp ,

t i ế t d iệ n b ấ t đ ỉệ n tử ơn, năng lượng tâm Bp.

3b- Cơ sở lý thuyết của pỉiưcng pháp dòng quá độ.
cũng g iố n g như phương pháp ph ổ đ iê n dung ,
dòng quá độ, người t a cũng

sử

đựng

các

tron g

Phương Ftoáp F*iổ

cấu tr ú c bán dẩn dạng N -p ,

p —H hoặc đ io t Schottky có thay

đổi th ế Filân cực ngược mệt chiếu, sự

tác động của th ế phân cực mot chiều sây nên một vùng đ iên tíc h quá đô
t ạ l miền chuyến tiế p , sự ỉỉiay lo i trạng th á i tíc h diên của vùng quá độ
dược c o i là sự thay
đung của một tụ d iện hoăc

dòng diện cua

một roạch Kín chứa vùng đ iện tíc h Không gian [Sỉ]. Phố dhi nhân sự thay
đổi của dòng d iện này chính là F*iổ dons quá độ.
Dựa vào sự Fhân t íc h củ a Sah C. T. [69}
người t a đã tim dược b iể u

thức dòng quá độ

dối v ố i

đ iệ n đung

nhai là hàm của

quá đô,
th ờ i g ia n

tron g mot cấu h ìn h cụ th ể. Đe g iã i b à i to á n này cần g iả t h iế t :
» Cấu trúc bán dẩn là b ấ t đối xứng.

M Xung fftân cực có đô d à i tp đả nhỏ.
M Hổng đô tâm sâu r ấ t nhỏ so v ớ i nông độ đôno : %><<

Nj).

Tà đó t a có th ể g iả i phương tr ìr ih P o isso n đ ề tìm sự b iế n th iê n của
c h iề u dầy vừng

đ iệ n tíc h .

Không g ia n

trìn h , đông hoe củ a tâm sâu ,

th eo th ờ i

g iầ n ước những

gian . Dựa vào phương

k ế t quả tron g đ iề u k iê n

t h í nghiệm , t a có th ể nhân đươc b iể u thức đ ố i v ớ i dòng quá đô:

= Jftciv» 6xp(~6r)(t~tp) )

vói

( 1 . 18)

Jjjhx ” q.

(1.19)

Nhöns k ế t quả tr ê n cho phép chúng t a th ấ y rẩng,
th ờ i g ia n của đ iệ n đung cũng rửiư

sư su y

đòng quá độ là sự su y

giảm th eo

giầm th eo hàm

mũ. Trong dường Fhổ củ a dòng quá đô (1. 16) cũng chứa đầy đủ

các thống

s ố cơ bản củ a tâm sâu rihrư đường đ iên đung quá độ ( i. 15).
Phương pháp dòng quá do ă iơ c dòng v ớ i bần dẩn cố đ iê n
còn phương pháp đ iệ n dung

quá đọ được

dùng v ớ i bán

tr ở su ấ t lớ n

dẩn có đ iệ n

tr ở


- 18 -

su ấ t ribo. Những ch ấ t bán dẩn được
c h iế u x ạ
•

sâu có <íặ rộng vùng cẩm lớn
với phương ĩỉiáp đo

mạrửi hoặc bán dẩn chứa tâm

tiiích họp v ô i phiĩơns pháp đo

điện dung.

Rautong pháp đo đòng có đọ nhay Không cao
đunM rihưru? đọ phân

dòng hon là

g iả i

cu a

ĩtaỉon g

pháp

bẩna ĩỉiương pháp do đ iệ n
do

dòng

l ạ i cao hơn nên

Ftntong pháp do dòng có rihiều ưu th ế k h i cần tá c h đỉrih [2 1 ].
Môt vấn dề đ ấ t r a là

từ những đường Fhồ quá dô

dụng Kỹ th u â t th íc h hợp d ể Khai
tro n g những ĩtođơng pháp Khai th ác

đó,

cần p h ải sut

th á c những thông t in v ề

tâm sâu. Một

h iệ u quả cá c dường cong

quá đọ này

đó là phương pháp củ a D. V. Lang [65} v à dược g ọ i là k ỹ thaiât DLTS.

Ngày nay, r ấ t

n h iều Fhonö

t h í nổhiệm

toán dần

dựng h ê đo n g h iên cứli tâm sâu th eo Kỹ th u â t DLTS.

tr ê n t h ế g iớ i xây

•

•


CHJÜNG I I -

HỆ• DO ĐỘ
CAM TỪ PHJ. n u ộ. c t t n Ệ. r DỌ
VA Áp DỤN3
•
•
•

NGHIÊN cúu QUA TF Mi CHUYỀN FHA. SlÊư DAN
2A. XẲY DỤNG ! Ị: ĐO Tự ĐỌNa SM90 [Tồ]

Để Khảo sá t quá trìrih chuyển F*ia siêu dẩn của các mẩu siêu dân

r ih iệ t dô cao, người

ta

n hiệt (tô ni-aĩ diện trơ,

sử

dụng

rihìều

dô cam từ'

phép

đo d ạ i lượng Ftau th u ộc

sđct ZeebecK...

I

trong đó hai dại

lượng điện trở và đọ cảm từ dược quan tâm rửiiểu nhất.
Dặc b iệ t trong trường hợp nghiên cứu các mấu Khối có Kích, thước
Khá lân và các mầu bôt,

phép đo đô cảm tử có ưu điển cung cấp thôn«

t i n tron« lòng chất siêu dẩn trong Khi phép dò điện tro' chỉ cho b iế t
tỉiông t i n trê n bề mặt mẩu. Riềng đối vói các mẩu bôt,
từ chứng tỏ

ưu

itiép đo đô cảm

th ế hơn hăn trong việc cung cấp thông t i n cần tĩiiế t cho

các nhà chế tạo tnẩỉi đárửi giá chất
chóng, t i ế t kiệm

lương,

sản phẩn mot cácỉi riharih

chính xác. Chính vl lẽ đó mà chúng tô i

lượng do cảm từ để xây đựng hê đo

tư

chọn đại

đông. Đây là hê đo tỉm đong,

Ểhi

rihân đon điệu giá t r Ị tần số (hay biên độ) tỷ lê với đo cảm từ của các

mẩii siêu dán theo sư thay đổi của n hiệt đọ.
Do riftu cầu cẩp bách trong cuộc chạy đưa nghiên cửi của các nhà
công nghệ tạo mẩu,

do giỗi han về thời gian xây dựng hệ, một nục tiê u

đật r a cho chúng tô i là phải rihanh chóng th iế t kế, lắp dặt và vận hành
hệ trong một thời

gian ngấn để đárih g iá sơ bô đirih tírih phâm chất

các mẩu siêu dẩn,

làm cơ sở cho việc điều chinh công nghê cũng rihư

tiế p tụ c nghiên cứu cơ ban trê n chúng.

Trên cơ sè cá c Khối điện

tử

chức năng, hệ đã được xây dựng, điều chinh và dưa vào hoạt dọng (1990)
dê’ Khảo sá t chuyển fila siêu dẩn của r ấ t rihiều mau Khối,
chế tao bởi rihóm nghiên cứư siếu dẩn rihiệt đỗ cao,
nổhiên cứu hat nhân Dúbna, Liên bang Nga (JINR).

mẩu bôt dược
Viện Liên hiêp

-¿o-

*1- NGUYỀN LÝ ĐO:
Hệ được xây đựng đựa trẽ n nguyên lý như sau:
Hấu siêu đẩn dươc dặt trong môt cuộn dây có dòng diên biến doi đi
qua.

Tần số, biên đô của đao đông trên cuộn dây Fhụ thuộc vào hệ sế

phẩn chất, độ■ tự* cảm của cruộn
dây có lõi là mấu siêu dẩn t ạ#i một
nhiệt
•
*
•
dô nào đó.
*

Nếu thay đối nhiệt đô lõ í qua vùng ribiêt đô tớ i han Tc (nơi có xảy
ra quá tr ìn h chuyến Ffaa siêu din),

th ì tần sế,

biên đô của dao đồng

trê n cuôn dây cũng th ể hiên quá trìn h chuyên pha, cố th ể quan sá t dươc
trên máy tần số kế hay oscilloscope,

có th ể ếhi được trê n máy tự ghi

hai truc (môt truc là biên đô, môt truc là rihiết dô).
Tóm lại,
là dai lương

trong hệ đo SM90, tín hiệu ghi nhận có dạng s = S(T),
tỷ lê với đô cảm từ X của cácmẩút siêu dẩn rihiêt

Cụ th ế đó là tần sế:

F = F (T),

biên độ ỉ

đó

đô cao.

A = A (T). Các dường tín

hiêu F, A, T dược ghi nhận trên máy tín h điện tử thôn« qua hệ CAMAC
- hệ chuẩn ghép nối. Việc ghi nhận được thực hiện tlieo rihip thời gian
đăt trước [61].
Hệ SM90 là hê đo tư đọng kiểu FỈIU thuôc một biến số, dạngt í n hiệu
S - S (T), ghi nhận đơn điêu, thụ dọng.

$2 - Sơ Đổ cẮc KHốI CHÚC MANG:
căn cứ vào nguyên lý trên,

chúng tô i đã xây

đựnghệ đo theo

sơ đô'

Khối trìríh bầy trê n Hìrih. £. 1 [70].
(Xin xem trang bến)


-2 1 -

Controller
<±

y

IE

\
/

PC

CAMAC

Hlrih 2. 1
SO do Khoi h&
[I ADC ,

-*s

SH90

J
DW
AG

x Khoi AG la khoi

dtciu do dong thoi lä khoi chuchot cua h i

Khoi nay y§u c£u cac nguon nuöi:

± 15V,

do.

+ 6V - 12V, OV - 12V. Do

svL dung cuon day do trong mach, dao

la mot may tii phat on ctinh cao,

d6ng [36], M^u si&u d&i cän quan sä t dS cam tü trong

vung chuygn Fha

si£u dan dtdefe dät trong long ong däy do.
Trthi lo i r a 1 Ta co thf? quan sä t diiqfc s\l thay di>i tän s# F cua may
phat theo stf thay d£?i

nhi£t

quan sät dbctqc sii bilin

doi

d6,

dongthoi tr€n

cua bien dodao

lo i r a

2 t a co the?

dong A theo sU thay doi

nhiet d6 (Fhlin chi t i ^ t dttoc tririh b^y sau).
T&i so trung blnh cua may Fhat vao co
cac rreüu. Trong trang th ai si§u d£h, miu

10 MHz trong qua

trin h do

co xu ftiiong d£y cäc

tit ra phi a ngoäi lam h§ so t\f cam L cua cuon day giam din

duong sijtc

den tan so

dat giä t r i max bao hoä.
Bien do dao dong A dlioc di$u chirih d^ g iä t r i tr&n lcii

ra P dat

g iä t r i trong Khoang 0 - 4V, Fhu hop vdi müc däu väo a lo i II cua Khoi
bien doi ADC.
Voi chute nang lam v ile rihtf tren cua Khoi AG,
riifng he do ghi rihän tre n
tvi lo i r a 2, true X la

ttf ghi hai true

chung ta

voi true Y la

dufong do rihift d6 cua mau.

co the xäy
t i n hieu läy


-aa-

Sơ d ï nftiï vậy vi ctning tSi đã quan sát trê n rihiều mấu đo và nhận
thấy

dạng dtmyên Ịiia siêu đẩíi của tín

hiệu F và t í n hiệu A

t.oàn

tiiong thích vớinhau*Nếu xây đựng rihư vây,

là hoàn

chúng ta sẽ có hệ đo

đo cảm từ analofl. Hê analog cho đường chuyển pha siêu dẩn t a i rihiêt độ
tớ i hạn Tc của mau, tuy rihiên hê analog còn b i han chế trong
liệu,
XUÍ lý số

với sự căng tháng

của ríhà

tíiưc'Ìghiêm trong Fïiép cto rihiệt đô. Hê SM90 cho phép thu các

số liệu

A, T, F trực tiế p vào máy tính,

cho Kha năn« thuận tiệ n trong xử lý

sế liêu.
*
# Khối F là môt máy đo tần số d ig ita l với 12 d ig it (Fq 3-35A). Tẩn
số trê n lố i 1 của Khối AG dược quan sát trên tần Kế F, đổng thời ở máy
này có lố i chuyến tín hiệu

số nên dế dàng nối tín

Khối đệm B đế nếi vào CAMAC.

Khối B là

hiệu tần số sang

thanh ghi

sế

liệu (KF005)

chuyên đụng dược th iế t kế để lưu giữ và truyền thông t i n số vào máy
tínih thông qua đường truyền số liêu của CAMAC (bus),
* Khối T là Khối Khuyếcỉi dại tín hiệu từ đầu đo rihiệt độ mẩLL Hiời
gian đầu, chúng tô i sử đụng đầu đo nhiêt

đô đùng rihiệt trỏí.

Sau rrìot

t-hời gian thử nghiệm trên nhiều phép đo, kết quả cho thấy sử đụng loại
đầu đò này vừa Không thuận tiệ n (phải cấp dòng qua rihiệt trở) vừa chỉ
th i không chinh xác nhiệt đô thưc của mấu vl kích, thước rihlệt trở Khá
lớn, ảnh hưởng đến tiế p xúc rihiệt cũng như cân bang nhiệt giữa mẩu và
đầu đo. Chúng tô i
điền Cu. - Constant,

đẵ thay đầu đo rihiêt dọ nhiệt trở bẩng căp nhiêt
Do tín

ĩiiêu nhiệt

đô (sđđ ribiêt điên) trên cấp

nhiệt điện này r ấ t rihỏ (cỡ 20 ụv/độ ơ gẩn rứiiệt độ Nitơ lỏng và đầu so
sánh ơ n h iêt đô Ni tơ lỏng) nên Khối T đươc chon là khối Khối Khuyếch
đai tín tiiêu rihỏ môt chiều có hê số khuyếch đai
thấy, vói hệ số K như vậy,

các đường thu

K = 2000.

U

tuíc

t ế cho

được có độ phân g iải

cẩn


- 23 -

trong v ìê c quan sá t. đánh g iá chất lương

siê u dần.

* Khếi ABC là Khối biến đổi analog tỉm Tiliân các t ín hlêu analog
vào dược sả đựng rihư sau:
A từ khối A3, Lối vào i nốl

d ig ita l

vào CAMAC [4Ỡ,44].

ISb ít chuyên đụngđế

Khối này có h ai lố i

Lối vào 2 được n ếi với t ín h iệu dò b iên đô
với T lầ dường t ín h iệu

do rihiệt độ. Nhờ

một công tấ c chuyên dối (dược điều Khiển bẩng lệnh NAF),

các t ín h iệu

A và T dược
ghi lạ
T sau Khi dã dược
số ho£
•
• i trên M
•

* Khối IM là Khối b in h mẩu (Dewar) của

hệ đo,

trong đố

dây cỉhúa mấu chiu tấc dộng của sự thay dồi rihiệt đậ
hưởng của dòng xoáy,

cỉiúng tô i đã th iế t kế cần mầu,

các vật liệ u Không từ tín h như dồng,

dặt cuộn

ĐỂ? trárih ảriti
buồng mẩu bẩng

thép Không ri. Buồn« mấu cố dạng

trụ, Khoét rong ở giữa dế đật cuộn dây,

làm bẩng đổng dể cô rihiệt

đang lớn dam bảo cho sự thay đổi rihiệt đọ xảy r a dủ chậm Trong Khối
đồng có bố t r í điên trở công suất để tăng tốc đọ làm nóng mẩu Khi cần.
có th ể mở buồng mau de dàng rihờ hê thống gá lap bang den,
cho việc thay th ế mẩu đo và gắn cặp Iiiiệ t

t huần tiê n

điện đo rihiệt đọ . có hai

loai mấu dươc đùng ríiẩ biến là mấu Khối và mầu bôt. Dối với mấu Khối,
việc đo rihiệt đọ được thực hiện qua việc gắn thăng đầu đo lên mẩu
Đối vởi mẩíi bột, có hai cách. đo:
- Đổ mấu vào một ống nhôm hìrửi trụ.

ống nhômdươc đặt vừa trong

lõ i của cuộn
dây đo. Việc
đo rihiệt
độ
mầudượcI thựcI hiện« qua
việc
gắn
*
*

■
•
*
I
đầu đo lên mặt nhem của ống chúa mấu.
- Trôn
mau vào trong một
chất Keo dẻo và tạo
•
*
•
đặt vừa trong lõ i

dánghỉnh trrụ cố thể

cuộn dây đo. Xuyên đẩu đo rihiệt độ vào giữa chất

keo dê’ xác địrih rihiệt độ mau đo.
Cuộn
dây một lóp • dây. Gtưêu dài của
•
•
cuộn
dây cỡ 3 cm được
tạo
ẹ
t
*

thành từ dây đồng <i> a i , 5 nm cuộn
x ít với
•


-2 4 -

HÌnh 2. 2
----- ì
PHÁT

TS

----- ỉ

KĐVS

.

Sơ đô' khối AQ

IC3 : 140YD8B

Hình 2. 3 - Sơ đồ chi t i ế t khối Aa
nhau 20 vòng. Đưòng kính trong của cuộn dây cỡ 8 rrm,

dường Kính ngoài

của ống nhôm binh trụ. trong phép đo mau bột vào cỡ 6 rrm
Khối dầu đo cùa hê

SM90 (Khối AG trê n Hình 2. 1) là Khôi chủ chốt,

quyết đinh chức năng vật lý của hệ đo nên hoat đông của các Khôi điện


-2 5 -

tii trong đó cần được khảo sát, điều cíủrih Kỹ lương.
Sơ đẩ Khối và chi t i ế t của Khối AG dược mS tẳ trên Hình 2. 2 và 2. 3.
Khối phát tạp dao đ8ng với cuôn dây db đươc mắc rihư mot phần tủt
trong mach phản hồi,

làm xuất hiện dòng điện biến đổi qua cuộn dây.

Tẩn số dao đổng phu thuộc chủ yếu vào số vòng của cruôn dây đò và vật
liệ u trong lõi

cua cuộn dây, Khối Khuyếch đại

dươc hê 3ố khuyếch đai trong mốt phạm vi hẹp,

cho phép điều chỉnh

có đô ồn rihỏ. Khối quay

pha và phản hổi cho phép điều chỉrih Fỉia và đô phản hồi trở vế khối
Filât. Trên Khối FỈiấn hồi có lố i điều, chỉnh chế đô phát tế i ưu nhất.
Như vậy, tần số dao động Fini thuộc vào đẩu đo
đo). Biên đố dao đọng phu

(cuộn dây và mấu

thuôc và hệ số khuyếch đai, rỉia và nức phản

hồi trong máy Filât. ở lố i ra Khối KĐ (điêm 1,

Hìrih 2. 2).

Tín

hiệu F

đồng thời đươc dưa vào khối tách sóng biên dồ bai nửa chu kỳ. Sau tách
sóng, hai nức một chiểu dược đưa vào bộ Khuyếch đại vi sai (KĐVS).
Hức r a của khối KĐVS thể hiện biên dô A của dao đông máy phát.
Trong sơ đồ chi t i ế t hình 3 của Khối máy Fhát A3,

L là cuộn dây

đầu dò, Vi, Vg là hai tầng Khuyếch đại ôn nhỏ đùng JFTET,
Khuyếch đại có điều chinh hệ số Khuyếch đại

V3 là tầng

ở lố i emitơ với

điện áp

thay doi dược từ 6V - 12V (chân số 2) ICI là tần« Khuyếch đại tần sế

cao có cuôn cảm Li điểu chinh đặc trưng tần số. ICH là
với c và R biến đối đươc.

Sau tẩng này là

phản hồi về tầng Vj với điện

tầng quay Fha

tầng V4 điều cìủrih nức độ

áp điều chỉrih dược từ ov

- 12V (chân 6 )

Việc điều chỉnh này cho phép chọn dược chế độ phát tố t rihất.
IC3 là tẩng Khuyếch đại vi
kỳ, Hệ số Khuyếch đai của

sai sau tách sóng biên

tầnể này òiơc điều

đohai nửa chu

chỉrih sao cho giá t r ị

ctiện áp ra trên chân sổ 3 Ịtĩà hợp VỚI đầu vào của khối ADC.
Đe cho khôi hoạt đông, cần cung cấp cho nó nguồn nuôi rihư sau: