.RU

Реферат по предмету Конструирование и Технология Производства ЭВМ тема: «Криоэлектроника»




Белорусский Государственный Университет Информатики и Радиоэлектроники

Кафедра ЭВМ


Реферат


по предмету


Конструирование и Технология Производства ЭВМ


Тема: «Криоэлектроника»


Выполнил: студент ФЗО, гр.900501,

Радионов А.В.


Преподаватель: доцент кафедры ЭВМ,

Луговский В.В.


Минск - 2002

СОДЕРЖАНИЕ



  1. ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………… 3




  1. ПРИМЕНЕНИЕ………………………………………………. 4




  1. ПОДРОБНОСТИ……………………………………………… 5




  1. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ………………………………….. 6




  1. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ…………………………. 7

ВВЕДЕНИЕ


КРИОЭЛЕКТРОНИКА (Криогенная электроника) – это область науки и техники, занимающаяся применением явлений, имеющих место в твердых телах при криогенных температурах (в присутствии электрических, магнитных и электромагнитных полей), для создания электронных приборов и устройств.


^ Алфеев Владимир Николаевич,

лауреат Государственной премии СССР, доктор технических наук, профессор, действительный член Международной Академии технологических наук и Академии технологических наук РФ.


Автор открытия нелинейных явлений при контакте сверхпроводников с полупроводниками, основоположник интегральной криоэлектроники на базе наноструктур и технологий космических криогенных систем приема сверхдальних излучений, руководитель научно-технологического направления создания многоспектральных приемников спутникового телевидения и цифровой связи и систем наблюдения из космоса.

ПРИМЕНЕНИЕ


Технологии криоэлектроники включают приборы и устройства, в которых используются явления и процессы, протекающие при низких температурах (условно Т<100к).

Большинство современных криоэлектронных приборов основано на явлении сверхпроводимости, в частности, на эффекте Джозефсона, а также на явлении одноэлектронного туннелирования между сверхпроводниками.




Cверхпроводимость – физическое явление, наблюдаемое у некоторых веществ (сверхпроводников) при охлаждении их ниже определенной критической температуры и состоящее в обращении в нуль электрического сопротивления постоянному току и выталкивании магнитного поля из объема образца. Сверхпроводимость открыта Х.Камерлинг-Оннесом в 1911году.




^ Эффект Джозефсона – протекание сверхпроводящего тока через тонкий слой изолятора, разделяющий два сверхпроводника (так называемый контакт Джозефсона). Если ток не превышает критического значения, то падение напряжения на контакте отсутствует, если превышает – то возникает падение напряжения и контакт излучает ЭМ волны.




Туннелирование – прохождение через потенциальный барьер микрочастицы, энергия которой меньше высоты барьера.


По назначению криоэлектронные приборы можно разделить на несколько групп:


Криоэлектронные приборы и устройства используются в различных областях электроники, метрологии и стандартизации, для создания вычислительной техники, в интересах обороны, освоения космического пространства и радиоастрономии, а также других отраслей промышленности, морского флота, сельского хозяйства, геологии.
ПОДРОБНОСТИ

Явление сверхпроводимости впервые наблюдал Камерлинг-Оннес в Лейдене в 1911 г., спустя три года после того, как им впервые был получен жидкий гелий.

Электрическое сопротивление в сверхпроводящем состоянии точно равно нулю или, по крайней мере, так близко к нулю, что не наблюдалось ослабления тока в сверхпроводящем кольце в течение более чем года вплоть до прекращения эксперимента. Уменьшение сверхпроводящего тока в соленоиде изучалось Файлом и Милсом, которые измеряли магнитное поле, создаваемое сверхпроводящим током. Они установили, что время спада сверхпроводящего тока составляет не менее 100000 лет. В некоторых сверхпроводящих материалах, особенно в тех, которые используются для сверхпроводящих магнитов, наблюдались конечные времена спада вследствие необратимых перераспределений магнитного потока в сверхпроводнике.

Магнитные свойства сверхпроводников столь же нетривиальны, как и электрические свойства. Нулевое электрическое сопротивление достаточно хорошо характеризует сверхпроводящее состояние, но не может объяснить его магнитных свойств. Экспериментально обнаружено, что сверхпроводник в слабом магнитном поле будет вести себя как идеальный диамагнетик, в объеме которого магнитная индукция равна нулю. Если поместить образец в магнитное поле и охладить его ниже температуры перехода в сверхпроводящее состояние, то магнитный поток, первоначально пронизывающий образец, окажется вытолкнутым из него. Этот эффект называется эффектом Мейснера. Эти уникальные магнитные свойства играют важнейшую роль в описании сверхпроводящего состояния.

Известно, что сверхпроводящее состояние представляет собой упорядоченное состояние электронов проводимости металла. Упорядочение заключается в том, что свободные электроны, выше температуры перехода в сверхпроводящее состояние, при охлаждении ниже этой температуры связываются в пары. Природа процесса образования электронных пар была впервые объяснена в 1957 г. Бардином, Купером и Шриффером.

Многие металлические элементы периодической системы, а также сплавы, интерметаллические соединения и полупроводники могут переходить в сверхпроводящее состояние.


^ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ


За рубежом (США, Япония) разработаны и уже нашли практическое применение в электронике различные типы низкотемпературных сверхпроводящих устройств. Наиболее известными из них являются СКВИДы, используемые в магнитомерах. Начиная с 1978 г. стандарт Вольта устанавливается с помощью эффекта Джозефсона, позволяющего связать напряжение с частотой. Достигнуты блестящие результаты в области измерения пикосекундных импульсов. Развивается техника создания смесителей миллиметрового диапазона длин волн для применения в радиоастрономии. В области вычислительной техники разработаны сверхпроводниковые приборы и устройства для аналоговой и цифровой обработки сигналов, значительно превосходящие по своим параметрам образцы, созданные на основе других технологий и используемые в реальных системах. Особенно заметный сдвиг в развитии криоэлектронной техники был достигнут в связи с изобретением охлаждаемых твердотельных лазеров ИК-диапазона и освоением космического пространства. В космической технике успешно используются криогенные установки, обеспечивающие получение температуры 4,2К для криоэлектронного приемника субмиллиметрового диапазона волн (орбитальный научно-исследовательский комплекс "Салют-6" – "Союз-27").

Однако криоэлектроника развивается не так быстро как другие отрасли микроэлектроники и функциональной электроники. Среди причин, тормозящих ее развитие – слабая изученность электронных процессов в охлаждаемых структурах и пленках на базе твердого тела, недостаточность реальных конструкторско-технологических идей по созданию интегральных электронных приборов на основе этих процессов, и, особенно, надежных, воспроизводимых, многоэлементных, многослойных интегральных схем с субмикронными зазорами.

Практически отсутствуют методы снижения удельного веса и затрат на охлаждение интегральных приборов до уровня затрат на обычное термостатирование, увеличения срока непрерывного действия охлажденных устройств.


ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ



  1. Большая советская энциклопедия.







referatov-lomonosov-zhazhda-nauki-pomnozhennaya-na-znanie-zhizni.html
referatov-po-discipline-bankovskoe-delo.html
referatov-po-discipline-dengi-kredit-banki.html
referatov-po-discipline-filosofiya-i-istoriya-nauki.html
referatov-po-discipline-finansovie-rinki.html
referatov-po-discipline-gosudarstvennie-i-municipalnie-finansi.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/materiali-3-j-regionalnoj-nauchnoj-konferencii-posvyashennoj-780-letiyu-kresheniya-karelov-stranica-25.html
  • thescience.bystrickaya.ru/innovacionnaya-strategiya-kompleksnoj-informatizacii-geometricheskoj-i-graficheskoj-podgotovki-i-ee-realizaciya-v-visshem-tehnicheskom-professionalnom-obrazovanii.html
  • testyi.bystrickaya.ru/antologiya-mirovoj-filosofii-antichnost-stranica-18.html
  • universitet.bystrickaya.ru/tnpanchenko-filosofskie-idei-lyudviga.html
  • tasks.bystrickaya.ru/2-prava-osuzhdennih-otbivayushih-ugolovnoe-nakazanie-v-vide-lisheniya-svobodi-v-ispravitelnih-koloniyah-i-tyurmah.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/primechaniya-k-otdelnoj-finansovoj-otchyotnosti-za-31-dekabrya-2011-goda-otchet-o-finansovom-polozhenii-za-31-dekabrya.html
  • institut.bystrickaya.ru/strategiya-socialno-ekonomicheskogo-razvitiya-strani-konspekt-lekcij-dlya-studentov-specialnostej-050-100-uchet.html
  • tasks.bystrickaya.ru/11-svedeniya-o-soblyudenii-kodeksa-korporativnogo-povedeniya-godovoj-otchet-za-2009-god-generalnij-direktor.html
  • notebook.bystrickaya.ru/grazhdanskaya-zashita-ponyatijno-terminologicheskij-slovar-pod-obshej-redakciej-yu-l-vorobeva-moskva-izdatelstvo-flajst-informacionno-izdatelskij-centr-geopolitika-2001-stranica-14.html
  • universitet.bystrickaya.ru/statya-16-poryadok-podachi-zayavok-na-uchastie-v-konkurse-polozhenie-o-zakupkah-tovarov-rabot-uslug-dlya-nuzhd-oao.html
  • essay.bystrickaya.ru/d-i-stepanov-spisok-publikacij-i-issledovanij-monografii-i-glavi-v-knigah.html
  • lecture.bystrickaya.ru/ala-km-apparatini-aparatti-tehnologiyalar-blmn-basshisi.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/osnovnie-pravila-raboti-arhivov-organizacij-stranica-3.html
  • textbook.bystrickaya.ru/hudozhestvennaya-literatura-bbk-84-byulleten-novih-postuplenij-za-iyun-2008-goda.html
  • vospitanie.bystrickaya.ru/x-otpravlenie-podozrevaemimi-i-obvinyaemimi-religioznih-obryadov-vpovestku-rasshirennogo-zasedaniya-soveta-vklyucheni.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/rajonnij-konkurs-samij-klassnij-klassnij-vospitanie-patriota-i-grazhdanina.html
  • books.bystrickaya.ru/dokumentaciya-ob-aukcione-v-elektronnoj-forme-po-viboru-postavshika-na-pravo-zaklyucheniya-gosudarstvennogo-kontrakta-na-postavku-uchebnoj-i-nauchnoj-literaturi-dlya-nuzhd-gou-vpo-vsgtu.html
  • occupation.bystrickaya.ru/metodicheskie-ukazaniya-po-ispolzovaniyu-sbornika.html
  • literatura.bystrickaya.ru/s-v-bulichev-upolnomochennij-po-pravam-cheloveka-stranica-6.html
  • knigi.bystrickaya.ru/spartakiada-uchashihsya-respubliki-bashkortostan.html
  • klass.bystrickaya.ru/9-samaya-dorogaya-bukva-v-mire-vfigurnie-skobki-zdes-pomesheni-nomera-stranic-okonchaniya-originalnogo-izdaniya.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/rezekciya-levogo-izgiba-s-chastyu-poperechnoj-obodochnoj-v-i-yuhtin.html
  • writing.bystrickaya.ru/bezopasnost-fajlovih-resursov-seti-windows-2000-chast-2.html
  • literature.bystrickaya.ru/ekzamenacionnie-bileti-po-himii-dlya-9-klassa-bilet-1.html
  • letter.bystrickaya.ru/o-provedenii-zaprosa-kotirovok-dlya-subektov-malogo-predprinimatelstva.html
  • notebook.bystrickaya.ru/igra-biznes-risk-men-aktiviziruyushie-metodi-v-proforientacionnoj-rabote.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-po-anglijskomu-yaziku-osnovnoe-obshee-obrazovanie.html
  • report.bystrickaya.ru/haruki-murakami-stranica-36.html
  • letter.bystrickaya.ru/n-d-nikandrov-prezident-rossijskoj-akademii-obrazovaniya-akademik-rao-doktor-pedagogicheskih-nauk-professor.html
  • letter.bystrickaya.ru/moneti-sovetskogo-gosudarstva-spasskij-russkaya-monetnaya-sistema.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/pravovoj-status-bezhencev-v-rossii.html
  • reading.bystrickaya.ru/medicinali-sanitarli-alashi-kmek-krsetetn-medicinali-jimnan-anitama-beru-memlekettk-krsetletn-izmet-reglament-zhalpi-erezheler-medicinali-stacionarli-alashi-kmek-krsetetn-medicinali-jimnan-anitama-beru.html
  • essay.bystrickaya.ru/doklad-municipalnogo-obsheobrazovatelnogo-uchrezhdeniya-sosh-3-stranica-6.html
  • control.bystrickaya.ru/bilet-11-rol-pismennosti-v-peredache-kulturnogo-naslediya.html
  • teacher.bystrickaya.ru/faktori-opredelyayushie-finansovoe-polozhenie-firmi-razrabotka-programmi-razvitiya-sistemi-upravleniya-kachestvom-oao.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.