.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
  • learn.bystrickaya.ru/goncharova-v-a-stranica-4.html
  • essay.bystrickaya.ru/duhovnoe-i-telesnoe-v-cheloveke-uchenie-istinnoj-veri-vsegda-yasno-i-prosto-11.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/programma-iii-vserossijskoj-nauchno-prakticheskoj-konferencii-enciklopedicheskaya-nauka-opit-proshlogo-i-problemi-sovremennosti-22-23-maya-2008-g.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/ssha-sverhderzhava-epohi-globalizacii-politika-gegemonizma-i-diktata-chast-6.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/organizaciya-i-puti-sovershenstvovaniya-kommercheskoj-deyatelnosti-na-predpriyatii-zao-nadezhda.html
  • institut.bystrickaya.ru/tak-nazivaemij-rossijskij-politicheskij-komitet-sobiraet-dengi-dlya-protestuyushih-v-rossii-irkutskie-politologi-utverzhdayut-chto-eto-afera.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/proizvodstvo-po-delam-ob-administrativnih-pravonarusheniyah-v-oblasti-tamozhennogo-dela-i-ih-rassmotrenie-chast-3.html
  • desk.bystrickaya.ru/polozhenie-polozhenie-o-pedagogicheskoj-praktike-aspirantov-fgbou-vpo-tgtu-oop-vpo-osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-visshego-professionalnogo-obrazovaniya.html
  • letter.bystrickaya.ru/obshaya-harakteristika-municipalnogo-obsheobrazovatelnogo-uchrezhdeniya-srednej-obsheobrazovatelnoj-shkoli-d-yamnik-demyanskogo-municipalnogo-rajona-novgorodskoj-oblasti-adres-stranica-8.html
  • pisat.bystrickaya.ru/tema-22-krilo-1-obshie-svedeniya-konspekt-provedeniya-zanyatij-po-konstrukcii-i-lyotnoj-ekspluatacii-samolyota-yak-18t.html
  • thescience.bystrickaya.ru/informacionno-analiticheskaya-karta-pasport-obrazovatelnogo-uchrezhdeniya-professionalnogo-obrazovaniya.html
  • credit.bystrickaya.ru/opredelenie-tipa-centralnogo-processora-annotaciya.html
  • predmet.bystrickaya.ru/sdelaj-sam-vedomosti-gontmaher-evgenij-09082005-145-str-a4-radio-8-mayak-novosti-08-08-2005-garin-petr-18-00-8.html
  • crib.bystrickaya.ru/institucionalno-ekonomicheskij-mehanizm-obespecheniya-konkurentosposobnosti-malogo-predprinimatelstva-na-rinke-byudzhetnih-zakazov.html
  • school.bystrickaya.ru/l-m-lemkul-prazdnichnij-stol-chast-32.html
  • composition.bystrickaya.ru/plan-raboti-pedagoga-psihologa-na-2010-2011-uchebnij-god-m-danki.html
  • lecture.bystrickaya.ru/7-vidi-kompyuternih-prestuplenij.html
  • institut.bystrickaya.ru/testi-tekushego-kontrolya.html
  • shpora.bystrickaya.ru/zadachi-dat-predstavlenie-o-ponyatiyah-drug-tovarish-druzhba-sposobstvovat-vospitaniyu-chuvstva-tovarishestva-druzhbi.html
  • gramota.bystrickaya.ru/vvedenie-vmoem-doklade-rassmatrivayutsya-sleduyushie-voprosi-chto-privelo-k-resheniyu-organizovat-vsemirnij-sammit.html
  • writing.bystrickaya.ru/formirovanie-kategorii-materiya.html
  • studies.bystrickaya.ru/issledovanie-normativno-pravovoj-bazi-informacionnoj-bezopasnosti-predpriyatiya-otdeleniya-yugo-zapadnogo-banka-sberbanka-rossii-.html
  • exchangerate.bystrickaya.ru/lichnost-kak-subekt-i-produkt-socialnih-otnoshenij.html
  • nauka.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-dlya-studentov-zaochnogo-otdeleniya-specialnosti-finansi-i-kredit.html
  • znanie.bystrickaya.ru/a-samveber-iz-moej-zhizni-vospominaniya-o-rudolfe-shtejnere-i-marii-shtejner-fon-sivers-k-izucheniyu-istorii-antroposofskogo-dvizheniya-i-obshestva-stranica-3.html
  • shkola.bystrickaya.ru/ssha-sverhderzhava-epohi-globalizacii-politika-gegemonizma-i-diktata-chast-4.html
  • testyi.bystrickaya.ru/48-zakonov-vlasti-stranica-4.html
  • uchit.bystrickaya.ru/tema-9-sistema-prava-uchebno-metodicheskij-kompleks-po-teorii-gosudarstva-i-prava-dlya-studentov-1-kursa-fakulteta.html
  • tests.bystrickaya.ru/metodicheskie-rekomendacii-po-napisaniyu-diplomnih-rabot-studentami-fakulteta-anglijskoj-filologii.html
  • notebook.bystrickaya.ru/indigo-moskva-sankt-peterburg-nizhnij-novgorod-voronezh-rostov-na-donu-ekaterinburg-samara-novosibirsk-kiev-harkov-minsk-2007-bbk-63-306.html
  • pisat.bystrickaya.ru/temi-obrashenie-sostavit-predlozheniya-ispolzuya-rechevuyu-situaciyu-napisat-pismo-dedu-morozu-sintaksicheskij-razbor-prostogo-predlozheniya-45-upr-217.html
  • writing.bystrickaya.ru/antigitlerovskaya-koaliciya-i-problema-poslevoennogo-ustrojstva-mira-oon-celi-i-mehanizm-dejstviya-chast-2.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/poscennik-igra-v-associacii-14-zritelnij-i-zvukovoj-ryad-23.html
  • paragraph.bystrickaya.ru/kurslekcij-poekonomik-e-lekciya-ponyatie-ekonomicheskoj-teorii-predmet-i-metodi-stranica-3.html
  • bukva.bystrickaya.ru/predislovie-formirovanie-fizicheskoj-aktivnosti-cheloveka-chast-ii-pedagogika-dvigatelnoj-aktivnosti.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.