¡De hecho pueden! En física del estado sólido, una parte crucial de cualquier experimento dado radica en regular rígidamente el entorno alrededor de la muestra, tanto en temperatura como en presión. Por lo tanto, para estudiar materiales superconductores, los sensores de temperatura se montan muy cerca de la muestra y se utilizan para mantener la muestra por debajo de su temperatura de transición de fase superconductora.
Sensores de temperatura criogénicos: diodos
- ¿Qué se entiende por ruptura de voltaje (ruptura de avalancha) en un diodo en condiciones de polarización inversa?
- Uno de mis libros de texto mencionaba que las corrientes sesgadas hacia adelante y las corrientes sesgadas hacia atrás a través de un diodo fluyen en direcciones opuestas entre sí. Según mi conocimiento, la corriente siempre debe fluir de '+' a '-' de una carga. ¿Cómo es esto posible?
- ¿Cómo fluye la corriente del diodo en condiciones de polarización inversa en un circuito externo?
- ¿En qué configuraciones puede un diodo nunca tener polarización directa?
- ¿Pueden los diodos trabajar a temperaturas superconductoras?
Para muchos materiales, se utilizan diodos hechos con mayor frecuencia de silicio (como se muestra arriba) o GaAlAs, que funcionan hasta alrededor de 1 Kelvin (K) y continúan funcionando muy por encima de la temperatura ambiente. Estos diodos son agradables porque tienen una sensibilidad de rango relativamente amplio, pero también emiten grandes señales de voltaje para que los equipos externos los lean. Desafortunadamente, estos diodos funcionan a una corriente constante, lo que impone este límite inferior de 1K en la temperatura debido a restricciones de autocalentamiento. Sin embargo, estos son excelentes para estudiar superconductores de alta temperatura (por encima de 77K).
Sensores de temperatura criogénicos: RTD
Para los materiales que uno quisiera estudiar por debajo de este umbral de 1K, para sus fases superconductoras o una miríada de otros fenómenos físicos interesantes, los físicos usan una clase de dispositivos conocidos como “RTD coeficientes de temperatura negativa”, donde RTD significa Detector de temperatura de resistencia. Estos son materiales que se vuelven más resistentes a medida que bajan de temperatura. Algunos de estos dispositivos están hechos de materiales cerámicos especiales con correlaciones bien conocidas de resistencia frente a temperatura. Otros están hechos de germanio u óxido de rutenio (como se muestra arriba). Algunos de estos dispositivos funcionan hasta aproximadamente 10 mK, sacrificando la precisión en el rango de temperatura por encima de 100K.
Crédito de la foto: Lake Shore Cryotronics, Inc.
