WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

(in) (in) зависимости (|J0 |), (|J0 |) и (), (), где, Движение доменной стенки прослеживается на рис. 4, b — суть энергетические коэффициенты отражения и как более крутой участок кривых, смещающийся с тепрохождения. В схему расчета закладывалось, что после чением времени в область более слабого поля. При (in) этом в области S-N-перехода связь тока и температуры каждого шага изменения |J0 | или система успеванелокальна из-за теплопередачи вдоль пленки. ла прийти к стационарному состоянию до следующего Распространение волны охлаждения качественно не изменения и начальным распределением температуры отличается от волны нагрева. Отметим только, что одно- служило стационарное распределение для предыдущего (in) шага. На рис. 6, a, b приведены зависимости коэффициму и тому же значению |J0 |, отвечающему максимальентов отражения и прохождения от амплитуды ной величине амплитуды тока в резонаторе, лежащей (in) в зоне тепловой бистабильности (J1 < |Jmax| < J2), падающей волны |J0 |. Обращает на себя внимание соответствуют различные стационарные распределения гистерезис в соответствующих зависимостях, обусловтемпературы (x), зависящие от предыстории процесса. ленный гистерезисом в структуре теплового домена На рис. 5 показаны такие распределения температуры, при увеличении и уменьшении мощности падающего Журнал технической физики, 1997, том 67, № 88 А.А. Жаров, И.М. Нефедов, А.Н. Резник излучения, о котором речь шла выше. Адиабатически (in) медленное нарастание |J0 | приводит, начиная с неко(in) торого значения |J0 | = Jn, к резкому увеличению коэффициента отражения и уменьшению коэффициента прохождения, связанным с появлением области нормальной фазы в резонаторе. В режиме снижения мощности переход в сверхпроводящую фазу (исчезновение домена) осуществляется при другом, более низком, значении амплитуды падающей волны — Js, что объясняется рассмотренной бистабильностью тепловой системы.

Тепловая бистабильность сказывается и на частотном отклике резонатора. На рис. 7 в качестве примера изображены частотные зависимости коэффициента прохождения для нескольких значений амплитуды падающей волны в подводящей линии. Кривая 1 отвечает величине (in) |J0 |, для которой домен не возбуждается. При этом зависимость () близка к линейной. Кривая 2 —та (in) Рис. 7. Зависимость коэффициента прохождения от частоты.

же зависимость при |J0 | = 0.551 > Jn. Возбуждение (in) = ((/0) - 1); 1 — |J0 | = 0.4, линейная частоттеплового домена в резонаторе приводит к искажению ная характеристика резонатора в сверхпроводящем состоянии;

соответствующей резонансной кривой прежде всего в (in) 2, 3 — |J0 | = 0.551, 0.66 — искажения частотной характеобласти максимума, поскольку именно на резонансной ристики, связанные с образованием домена нормальной фазы;

частоте достигающиеся амплитуды полей в резонаторе (in) 4 — |J0 | = 7.0, частотная характеристика резонатора в максимальны. Из-за бистабильности системы искажения нормальном состоянии.

резонансной кривой носят несимметричный характер и зависят от того, повышается частота излучения или понижается (на рис. 7 направления изменения частоты на в силу более низкого порога ”обратного переключения”.

кривых показаны стрелками). Несимметрия резонансных кривых также легко объясняется. На ”крыльях” резо- Дальнейшее повышение мощности излучения влечет нансной кривой порог возбуждения домена не превы- за собой расширение области искажения зависимости (), захватывающей все более широкий диапазон чашается. Пр мере приближения к резонансу амплитуды (in) поля в резонаторе возрастает и при превышении по- стот (кривая 3, |J0 | = 0.57). При еще больших рога возбуждается домен, что немедленно сказывается мощностях, когда в рассматриваемом интервале частот на резонансной кривой. После прохождения резонанса область нормальной фазы захватывает весь резонатор домен пропадает при больших отстройках от резонанса (кривая 4), резонансная кривая перестает видоизменяться, поскольку перестает изменяться поверхностный импеданс ВТСП полосков. Отметим, что подобные нелинейные искажения частотных откликов наблюдались в ряде экспериментальных работ (см., например, [3,21]).

Заключение Итак, в данной работе нами исследованы тепловой S-N-переход сверхпроводниковых пленок под действием электромагнитного излучения и нелинейные эффекты, связанные с таким переходом в ВТСП резонаторе. Мы полагали, что характерные времена тепловых процессов значительно превышают времена электромагнитных, что позволило использовать стационарное волновое уравнение. Показано, что S-N-переключение осуществляется в виде распространения тепловых автоволн, приводящих в конечном счете к установлению в резонаторе стационарного домена нормальной фазы. В приближении заданного поля предложен простой алгоритм нахождения границы стационарного домена. Выполненное численное модеРис. 6. Зависимость коэффициентов отражения (a) и пролирование для полоскового ВТСП резонатора показало хождения (b) резонатора от амплитуды падающей волны гистерезисный характер процесса установления домена и ( = 0).

Журнал технической физики, 1997, том 67, № Сверхпроводниковый резонатор в сильных СВЧ полях: тепловой домен,... связанный с этим гистерезис радиофизических характеристик резонатора. Дальнейшее развитие предложенной теории может быть связано с учетом инерционности электромагнитных процессов. В случаях, когда времена, определяемые движением доменной стенки, сравнимы с характерным временем изменения амплитуды поля в резонаторе Q/ (где Q — добротность) и отражение от доменной стенки достаточно велико, можно ожидать эффекты параметрической трансформации частоты излучения, обусловленные компрессией электромагнитного поля в резонаторе, а также динамические (автоколебательные) режимы взаимодействия излучения с ВТСП резонатором.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований. Гранты № 95-02-04996, 96-02-16997.

Список литературы [1] Newman N., Lyons W.G. // J. Supercond. 1993. Vol. 6. P. 119.

[2] Chaloupka H.J., Hein M.A., Muller G. // SPIE-OE/LASE 94.

Los-Angeles, 1994. P. 1.

[3] Hedges S.J., Adams M.J., Nicholson B.F. // Electron. Lett.

1990. Vol. 26. P. 977.

[4] Chin C.C., Oates D.E., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S. // Phys. Rev. B. 1992. Vol. 45. P. 4788.

[5] Chaloupka H. // J. Supercond. 1992. Vol. 5. P. 403.

[6] Hylton T.L., Kapitulnik A., Beasley M.R. et al. // Appl. Phys.

Lett. 1988. Vol. 53. P. 1343.

[7] Nguen P.P., Oates D.E., Dresselhaus G. // Phys. Rev. B.

1993. Vol. 48. P. 6400.

[8] Willemsen B.A., Derov J.S., Silva J.H., Sridhar S. // IEEE Trans.: Appl. Supercond. 1995. Vol. 5. P. 1753.

[9] Golosovsky M.A., Snortland H.J., Beasley M.R. // Phys. Rev.

B. Vol. 51. P. 6462.

[10] Halbritter J. // J. Appl. Phys. 1992. Vol. 71. P. 339.

[11] Zharov A.A., Korotkov A.L., Reznik A.N. // Supercond. Sci.

Technol. 1992. Vol. 5. P. 104.

[12] Oates J.H., Shin R.T., Oates D.E. et al. // IEEE Trans. Appl.

Supercond. 1993. Vol. 3. P. 17.

[13] Жаров А.А., Коротков А.Л., Резник А.Н. // СФХТ. 1992.

Т. 5. С. 419.

[14] Резник А.Н., Смирнов А.И., Чернобровцева М.Д. // СФХТ.

1993. Т. 6. С. 242.

[15] Reznik A.N., Zharov A.A., Chernobrovtseva M.D. // IEEE Trans. Appl. Supercond. 1995. Vol. 5. P. 2579.

[16] Тинкхам М. Введение в сверхпроводимость. М.: Атомиздат, 1980. 310 с.

[17] Keyes R.J. Topics in Applied Physics. Vol. 19. Optical and Infrared Detectors. New York: Springer Verlag. 1977. 305 p.

[18] Гуревич А.В., Минц Р.Г. Тепловые автоволны в нормальных металлах и сверхпроводниках. М.: ИВТАН СССР, 1987. 165 с.

[19] Hardin R.H., Tappert F.D. // SIAM Rev. Chronicle. 1973.

Vol. 16. P. 423.

[20] Нефедов И.М., Шерешевский И.А. // Математическое моделирование. 1995. Т. 7. С. 88.

[21] Portis A.M., Chaloupka H., Jeck M. et al. // ISEC 91. Glasgow Ext. Abstracts. P. 25.

Журнал технической физики, 1997, том 67, №

Pages:     | 1 | 2 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.