Реферат по предмету Конструирование и Технология Производства ЭВМ тема: «Криоэлектроника»
.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/vladislav-lebedko-evgenij-najdenov-magicheskij-teatr-vladislava-lebedko.html
  • education.bystrickaya.ru/3-videoregistraciya-1-avtomatizirovannie-rabochie-mesta-komplekt.html
  • desk.bystrickaya.ru/pervaya-oobshayai-racionalnaya-grammatika-por-royalya-chast-3.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/somneniya-reshenie-zadach-na-vichislenie-ploshadej-ploskih-figur.html
  • learn.bystrickaya.ru/glava-4-lekarstvo-protiv-morshin-hozyain-yantarya-aleksandr-shakilov.html
  • znanie.bystrickaya.ru/72-po-ustrojstvu-i-tehnicheskomu-obsluzhivaniyu-ts-1-tematicheskie-zadachi-ekzamenacionnie-bileti-pdd-kommentarii.html
  • credit.bystrickaya.ru/opredelenie-osnovnih-parametrov-teplovoza-te-116.html
  • composition.bystrickaya.ru/plan-vvedenie-rol-kontrolya-v-processe-fizicheskogo-vospitaniya-uchet-i-kontrol.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/tema-3-gosudarstvennij-stroj-i-pravo-rusi-v-period-politicheskoj-razdroblennosti-udelnij-period-xii-xiv-vv.html
  • student.bystrickaya.ru/-proanalizirovat-teoreticheskoe-i-konceptualnoe-obosnovanie-vliyaniya-islamskogo-faktora-na-process-transformacii-obshestvenno-politicheskoj-sistemi.html
  • gramota.bystrickaya.ru/zadacha-dajv-loga-hranit-informaciyu-obo-vseh-aspektah-zanyatij-dajvingom.html
  • literatura.bystrickaya.ru/referat-po-teme-shkolnij-mel-i-interaktivnaya-doska-ekonomit-ili-s-interesom-rabotat.html
  • znanie.bystrickaya.ru/analiz-raboti-gou-co-1462-obrazovatelnaya-programma-i-programma-razvitiya-realizaciya-programmi-razvitiya-programma-razvitiya-centra-obrazovaniya-bila-rasschitana-na-2009-2011-god.html
  • crib.bystrickaya.ru/kalibrovochnaya-krivaya-metodicheskie-ukazaniya-k-laboratornim-rabotam-i-voprosi-dlya-samostoyatelnoj-podgotovki-studentov.html
  • klass.bystrickaya.ru/51144-ezhegodnoe-provedenie-konkursov-na-luchshuyu-organizaciyu-voenno-sportivnoj-raboti-s-nesovershennoletnimi.html
  • kontrolnaya.bystrickaya.ru/programma-uchebnoj-disciplini-literatura.html
  • shpora.bystrickaya.ru/znaki-agni-jogi-stranica-8.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/organami-prokuraturi-na-postoyannoj-osnove-osushestvlyaetsya-nadzor-za-soblyudeniem-zakonodatelstva-o-razmeshenii-zakazov-na-postavku-tovarov-okazanie-uslug-vipoln.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/metodicheskoe-posobie-kripkipro-2007-bbk-74-3.html
  • testyi.bystrickaya.ru/4-obraz-chackogo-i-problema-uma-v-komedii-as-griboedova-gore-ot-uma-bilet-3.html
  • tests.bystrickaya.ru/maksimalen-razmer-na-pomoshtasubsidiyata-tematichen-plan-po-zdravoslovni-i-bezopasni-usloviya-na-trud.html
  • predmet.bystrickaya.ru/soderzhanie-uchebnoj-disciplini-s-voprosami-po-samokontrolyu-metodicheskie-ukazaniya-i-kontrolnie-zadaniya-dlya-studentov.html
  • writing.bystrickaya.ru/koncepcii-sovremennogo-estestvoznaniya-chast-10.html
  • shpora.bystrickaya.ru/zabolevaemost-detej-pervogo-goda-zhizni-po-osnovnim-klassam-igruppam-boleznej-ob-osnovnih-garantiyah-prav-rebenka-v-rossijskoj-federacii.html
  • spur.bystrickaya.ru/metodicheskie-ukazaniya-dlya-studentov-po-discipline-medicinskaya-biohimiya.html
  • thesis.bystrickaya.ru/pribitie-v-aeroport-g-nyu-jorka-razmeshenie-otdih-vechernyaya-progulka-po-manhettonu-teatralnij-brodvej-blesk-zalitoj-svetom-reklam-tajms-skver-elegantn.html
  • shpargalka.bystrickaya.ru/v-nyuhtilin-shpargalki-po-filosofii-chast-8.html
  • klass.bystrickaya.ru/a-a-cvetkova-v-a-obidina-osobennosti-obitaniya-rizhej-polevki-v-lesnih-ekosistemah-prihoperya.html
  • crib.bystrickaya.ru/internet-resursi-gosduma-rf-monitoring-smi-3-iyulya-2008-g.html
  • essay.bystrickaya.ru/elektivnij-kurs-stranovedenie-anglogovoryashih-stran-kak-sredstvo-profilizacii-obucheniya-kapaeva-o-g-boldareva-o-v.html
  • uchit.bystrickaya.ru/tema-iskusstvo-nachinaetsya-s-mifa.html
  • letter.bystrickaya.ru/nevipolnima-potomu-chto-ne-hotite-yanush-korchak-kak-lyubit-rebenka.html
  • literature.bystrickaya.ru/doklad-proekt-bilding-sad-opit-realizacii-proekta-v-moskovskoj-i-samarskoj-oblastyah.html
  • control.bystrickaya.ru/dmitrij-gromov-put-proklyatih-vampiri-put-proklyatih.html
  • learn.bystrickaya.ru/glava-22-peremeshenie-transportnih-sredstv-statya-tamozhennoe-regulirovanie-i-tamozhennoe-delo-v-rossijskoj-federacii.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.