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Tratamento superficial das superfícies de nióbio e deposição de filmes de nióbio com alta pureza nos transdutores eletromecânicos supercondutores do Detector Schenberg

Processo: 11/08652-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
Vigência (Início): 01 de junho de 2011
Vigência (Término): 31 de março de 2012
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Odylio Denys de Aguiar
Beneficiário:Francisco Augusto Sousa Ferreira
Instituição-sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:06/56041-3 - Nova física no espaço: ondas gravitacionais, AP.TEM
Assunto(s):Pulverização catódica   Dispositivos supercondutores   Transdutores   Anodização   Nióbio   Detector Mario Schenberg

Resumo

Os transdutores paramétricos supercondutores empregados no detector Mario Schenberg convertem vibrações mecânicas em sinais elétricos, onde o sinal é amplicado pelo ganho paramétrico intrínseco. Deseja-se que a maior quantidade possível da energia de uma onda gravitacional incidente na massa ressonante seja transferida para o transdutor, que por isso, deverá ser sintonizado próximo às frequências de ressonâncias da esfera (modos quadripolares). Os transdutores em desenvolvimento operam modulando a capacitância de um circuito ressonante com alto fator-Q elétrico (Qe) e utilizam cavidades (klystron) ressonantes com alta frequência (10GHz), combinadas com amplificadores de alta frequência com baixo ruído. Nióbio (Nb) com alta concentração de tântalo (Ta > 1420ppm) foi testado e utilizado como material para um conjunto de transdutores paramétricos do tipo cavidade reentrante com alta sensibilidade para ser utilizado no detector Schenberg, obtendo-se fator-Q elétrico não carregado Q0 ~ 1,6x10^5. Entretanto, ao substituir-se este material por Nb com concentração de Ta < 1000ppm, obteve-se Q0 ~ 2,65x10^5, comprovando-se a influência destas impurezas na obtenção do efeito de supercondutividade. O efeito de supercondutividade poderá ser melhorado, obtendo-se Q0's ~ 3,0x10^5 em 4,2K, através da utilização de Nb com alta pureza e baixa concentração de Ta e de um tratamento superficial adequado (limpeza química e anodização) das superfícies internas das cavidades de nióbio para proteção contra oxidação progressiva. Como consequência, o ruído de série do sistema de transdução poderá ser reduzido, daí a importância deste projeto ora proposto. (AU)

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