Установка по исследованию физических свойств твердых тел в сильных импульсных магнитных полях

Измерительный комплекс позволяет проводить измерения магнетосопротивления и намагниченности в сильных импульсных магнитных полях.

Измерительная система в сборе

Внешний вид измерительного комплекса импульсный соленоид – криостат. Соленоид находится в емкости с азотом

Технические характеристики

  • Материал соленоидов – медь, нанокомпозитный материал Cu-Nb;
  • Длительность импульса магнитного поля 10, 15 мсек;
  • Максимальное значение магнитного поля 40 Тл;
  • Силовая часть установки 64 конденсатора К75-88 1200 мкФ 4 кВ;
  • Энергия конденсаторной батареи – 0,6 МДж;
  • Рабочие диаметры соленоидов 10, 18 мм;
  • Рабочий диаметр криостата 9 мм;
  • Диапазон рабочих температур 77,4–350 К;
  • Возможность измерения магнитосопротивления R(H), намагниченности M(H);
  • Автоматизированная программа сбора данных, разработанная на базе программного обеспечения NI LabView, позволяет оперативно получать и обрабатывать на ПК данные с регистрирующих приборов, стабилизировать необходимые значения температуры.
  • Разработана программа расчета соленоидов, на языке программирования ANSYS – для расчета конструкций соленоидов с заданными параметрами.

Измерительные приборы, входящие в состав установки

  1. Электронный запоминающий осциллограф-регистратор YOKOGAWA DL850E-F-HE/C1/G2 с высокоскоростными модулями регистрации до 1 Мвыб/с высокого разрешения 16 бит. для регистрации значений магнитного поля и сигнала с образца. Сертификат на осциллограф. Приложение к сертификату.
  2. Электронный запоминающий осциллограф DSO 3202A, 200MHz, 1GSa/s для регистрации значений магнитного поля и сигнала с образца.
  3. Синхронный детектор (Unipan LockIn nanovoltmeter 232B) позволяет детектировать сигналы на опорной частоте.
  4. Персональный компьютер с GPIB интерфейсом, для обмена данными с измерительными приборами.
  5. Источник тока (Keithley 6221) – для пропускания постоянного тока через образец при измерениях магнетосопротивления.
  6. Нановольтметр (Keithley 2182A) – для регистрации падения напряжения на образце при измерениях температурных зависимостей электросопротивления.
  7. Источник напряжения Agilent – для управления напряжением при терморегулировании криостата.

 Публикации:

  1. A.A. Bykov, S.I. Popkov, A.M. Parshin, A.A. Krasikov Pulsed Solenoid with Nanostructured Cu-Nb Wire Winding Journal of Surface Investigation. X_ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2015, Vol. 9, No. 1, pp. 111–115.
  2. D. A. Balaev, I. S. Poperechny, A. A. Krasikov, K. A. Shaikhutdinov, A. A. Dubrovskiy, S. I. Popkov, A. D. Balaev, S. S. Yakushkin, G. A. Bukhtiyarova, O. N. Martyanov, Yu. L. Raikher Dynamic magnetization of e-Fe2O3 in pulse field: Evidence of surface effect Journal of Applied Physics 117, 063908, 2015
  3. A. Pankrats, K. Sablina, D. Velikanov, A. Vorotynov, O. Bayukov, A. Eremin, M. Molokeev, S. Popkov, A. Krasikov Magnetic and dielectric properties of the PbFeBO4 single crystal Journal of Magnetism and Magnetic Materials 353 (2014) 23-28.
  4. Красиков А.А. Измерение намагниченности в импульсных магнитных полях дипл. работа Сибирский федеральный университет 2013
  5. A.A. Bykov, S.I. Popkov, K.A. Shaykhutdinov, K.A. Sablina Relaxation of Magnetoresistance of Single Crystalline (La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3 in a Pulsed Magnetic Field Technical Physics Letters, 2012, Vol. 38, No. 12, pp. 1080–1082.
  6. Быков А.А. Автоматизация экспериментальных установок по измерению магнитотранспортных свойств материалов на основе ВТСП и замещенных манганитов лантана [Рукопись] : дис. канд. физ.-мат. наук : 01.04.01 / А. А. Быков ; науч. рук. К. А. Шайхутдинов ; Рос. акад. наук, Сиб. отд-ние, Ин-т физики им. Л.В. Киренского. - Красноярск, 2012. - 101 с.
  7. Батуро С.В. Методика измерения магнетосопротивления в импульсных магнитных полях дипл. работа Сибирский федеральный университет 2012

Общая схема установки

 

Общая схема установки

 

Основные элементы установки

 

Импульсный соленоид Импульсный соленоид
Импульсный соленоид биттеровского типа
(рабочий диаметр 15 мм, длительность импульса 10 мс, максимальное магнитное поле 40 Тл.)
Импульсный соленоид биттеровского типа
(рабочий диаметр 15 мм, длительность импульса 10 мс, максимальное магнитное поле 40 Тл.)
Вставка для измерения магнетосопротивления Криостат
Вставка с образцом для измерения магнетосопротивления, на заднем плане осциллограф DSO 3202A, отображающий формы импульсов магнитного поля и магнетосопротивления Вставка с образцом для измерения магнетосопротивления, на заднем плане осциллограф DSO 3202A, отображающий формы импульсов магнитного поля и магнетосопротивления
Измерительная система в сборе Соленоид
Измерительная система
(Соленоид – Криостат – Измерительный шток) в сборе
Импульсные соленоиды биттеровский (на переднем плане), изготовленный из медной шинки (рабочий диаметр 18 мм, длительность импульса 15 мс.,
максимальное магнитное поле 30 Тл.) (на заднем плане)
Вставка для измерения магнетосопротивления Батарея конденсаторов
Вставка с образцом для измерения магнетосопротивления

Конденсаторная батарея
(64 конденсатора К75-88 1200 мкФ 4 кВ)