Aparatura do pomiaru dynamiczenj podatności magentyczenj i oporu elektrycznego

• od ciekłego azotu (77 K) do temperatury pokojowej (300 K)
• od 11 K do temperatury pokojowej. Niskie temperatury uzyskuje się przy pomocy chłodziarki firmy APD-Cryogenics. Czynnikiem obniżającym temperaturę jest gazowy hel krążący w cyklu Gifford'a-McMahon'a.

Na rysunku 1 podano schemat susceptometru do pomiarów przy chłodzeniu ciekłym azotem. Zasadniczym elementem konstrukcji jest układ dwu współśrodkowych rur (komór) szklanych, z których każda może być niezależnie odpompowana i napełniona helem.. W środkowej rurze jest umieszczona badana próbka. Oznaczono ją literą P. Układ cewek (M) znajduje się na zewnątrz w kąpieli azotowej. Dzięki temu wpływ grzejnika jest wyeliminowany i układ M utrzymuje stałą temperaturę. Układ ten składa się z cewki nadawczej i dwóch cewek odbiorczych nawiniętych przeciwsobnie, umieszczonych wewnątrz cewki nadawczej. W środku jednej z cewek odbiorczych znajduje się badana próbka, którą wprowadza się przy pomocy sondy. W pobliżu próbki zamocowana jest dioda krzemowa (Tm). Przez pomiar jej oporu elektrycznego wyznaczona jest temperatura. Grzejnik (G) znajduje się na zewnętrznej stronie środkowej rury i jest on nawinięty na koszulce ze sklejonych równolegle pojedynczych drucików miedzianych. Moc grzejnika jest zmieniana w trakcie pomiaru. Dioda krzemowa (Tm) podłączona jest do woltomierza, który następnie przesyła dane do komputera przez interface IEEE488 i w ten sposób dokonuje się pomiar temperatury. Na cewką nadawczą podawane jest napięcie sinusoidalne z generatora. Sygnał rejestrowany na cewkach odbiorczych jest podawany na mostek indukcyjności wzajemnej typu M-4. Gdy cewki są już ochłodzone do odpowiedniej temperatury, przy wyciągniętej próbce mostek jest ustawiany tak, aby sygnał wynosił zero. W trakcie pomiaru sygnał nierównoważenia mostka jest mierzony przy pomocy nanowoltomierza fazoczułego (Lock-in). Mierzy się składową zgodną w fazie z sygnałem nadawczym oraz także składową przesuniętą w fazie o 900. Sygnał zmierzony przez (Lock-in), który jest proporcjonalny do podatności magnetycznej próbki przesyła się przez interface IEEE488 do komputera rejestrującego pomiary.

Rys. 1. Schemat aparatury do pomiarów dynamicznej podatności magnetycznej z kriostatem na ciekły azot.

Próbka znajdowała się w atmosferze helowej. Styki zrobione były ze stopu indu z 5% (wagowymi) złota. Próbkę umieszczano w kriostacie podłączonym do chłodziarki APD, tym samym, którego używano przy pomiarach podatności magnetycznej.

Prąd elektryczny przepuszczano przez próbkę w dwie strony a następnie brano średnią z obu pomiarów, co powodowało kompensację przyczynków pasożytniczych.

Termometrem umieszczonym w pobliżu próbki była dioda z GaAlAs. Pomiary oporu próbek wykonywano przy natężeniu prądu stałego równym około 1 do 3 mA.