.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
  • uchebnik.bystrickaya.ru/vholodnom-vozduhe-nosilas-vodyanaya-pil-i-cherez-shinel-flanelevku-i-telnyashku-pronikala-k-samomu-telu-ot-sirosti-bele-kazalos-lipkim-temen-glaza-vikoli-stranica-7.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/narodnim-hozyajstvom.html
  • turn.bystrickaya.ru/opisanie-professij-kraevoj-centr-sodejstviya-zanyatosti-uchashejsya-molodyozhi-i-trudoustrojstvu-vipusknikov-uchrezhdenij.html
  • bukva.bystrickaya.ru/shemi-regulirovaniya-rinka-fiktivnogo-kapitala.html
  • paragraph.bystrickaya.ru/lekciya-sistemi-hraneniya-informacii-18-vopros-evolyuciya-metodov-hraneniya-dannih-18-stranica-7.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/programma-po-profilaktike-narkomanii-alkogolizma-tabakokureniya-mi-vibiraem-zdorove.html
  • uchit.bystrickaya.ru/spravka-po-itogam-ocenki-deyatelnosti-stranica-4.html
  • uchit.bystrickaya.ru/struktura-bazi-dannih-oracle-osnovnie-obekti-i-termini-bazi-dannih.html
  • composition.bystrickaya.ru/plan-gorodskih-meropriyatij-uchrezhdenij-upravleniya-kulturi-administracii-goroda-na-yanvar-2012g-data-vremya-provedeniya-meropriyatiya.html
  • credit.bystrickaya.ru/ponyatie-dejstviya-kurs-obshaya-psihologiya-prochitan-v-sentyabre-avguste-1997-goda-v-samare-sipkro-avtor-kandidat.html
  • exam.bystrickaya.ru/v-i-lenin-yageneral-gosudarstvennoj-bezopasnosti-i-evrej-est-garantiya-chto-ya-konchu-svoi-dni-v-tyurme-stranica-11.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/metodicheskie-materiali-gajbaryan-o-e-rostovskij-gu-307-istoriya-zarubezhnoj-literaturi-17-18-vekov-333-svodnij-variant-lekcij-ivanova-n-a-sterlitamakskaya-gpa-334-stranica-87.html
  • paragraph.bystrickaya.ru/m-v-krichevcev-istoriya-gosudarstva-i-prava-zarubezhnih-stran-uchebno-metodicheskij-kompleks-dlya-studentov.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/programmi-dlya-doshkolnikov-s-tyazhelimi-narusheniyami-zreniya-stranica-6.html
  • student.bystrickaya.ru/25-programmnoe-obespechenie-kompyutera-o-v-shatunova-informacionnie-tehnologii-uchebnoe-posobie-dlya-studentov.html
  • lecture.bystrickaya.ru/avtomatizirovannoe-upravlenie-v-tehnicheskih-sistemah-chast-5.html
  • reading.bystrickaya.ru/metodicheskie-ukazaniya-dlya-samostoyatelnoj-raboti-studentov-po-discipline-molekulyarnie-mehanizmi-gormonalnoj-regulyacii.html
  • shpargalka.bystrickaya.ru/vodovozova-elizaveta-nikolaevna-na-zare-zhizni-tom-pervij.html
  • klass.bystrickaya.ru/asno-niya-palazhenn-i-i-slon-i-k-iso-9000-2005-idt-izdanie-oficialnoe-gosstandart-minsk.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/uchebnogo-kursa-dlya-obsheobrazovatelnih-shkol-liceev-i-gimnazij.html
  • college.bystrickaya.ru/12-otrazhenie-posledstvij-izmeneniya-uchetnoj-politiki-v-buhgalterskoj-otchetnosti-za-2011-god.html
  • composition.bystrickaya.ru/perestanovka-komponentov-slova-m-b-musohranova-k-ped-n-docent-zav-kafedroj-inostrannih-yazikov-omskoj-gosudarstvennoj.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/pravila-oformleniya-obem-do-5-polnih-stranic-na-bumage-formata-a4.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/plan-meropriyatij-provodimih-v-ramkah-dnya-otkritih-dverej-18-fevralya-2012-g-vremya-meropriyatie.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/tolstoj-l-n-v-poiskah-smisla-zhizni.html
  • knigi.bystrickaya.ru/sohranenie-i-ukreplenie-zdorovya-uchashihsya-analiz-raboti-municipalnoj-sistemi-obrazovaniya-v-2010-2011-uchebnom-god.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/tema-shkoli.html
  • urok.bystrickaya.ru/programma-disciplini-dpp-f-15-biologicheskie-osnovi-selskogo-hozyajstva-1.html
  • kanikulyi.bystrickaya.ru/vrazhda-ili-garmoniya-gurevich-p-filosofiya-kulturi.html
  • teacher.bystrickaya.ru/glava-18-nikolaj-i-i-ego-imperiya-istoriya-rossii-s-drevnejshih-vremen-do-konca-xx-veka-v-3-h-knigah.html
  • desk.bystrickaya.ru/pereprogrammirovanie-kosmicheskogo-kinofilma-talbot-majkl-golograficheskaya-vselennaya.html
  • kanikulyi.bystrickaya.ru/zakonodatelstva-po-teme-socialnaya-zashita-pensii-kompensacii-stranica-17.html
  • turn.bystrickaya.ru/patent-na-trubu-dlya-zhidkih-i-gazoobraznih-substancij-shauberger-viktor-energiya-vodi.html
  • thesis.bystrickaya.ru/pravila-i-predubezhdeniya-pod-redakciej-zasluzhennogo-rabotnika-visshej-shkoli-rossijskoj-federacii-doktora-psihologicheskih-nauk-stranica-7.html
  • books.bystrickaya.ru/den-braun.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.