Development of helium-free torque magnetometer

无氦扭矩磁力计的研制

基本信息

  • 批准号:
    12554012
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.51万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have developed a new torque magnetometer on the basis of a 4-K refrigerator. The system temperature can be lowered down to 1.5 K by pumping liquefied helium from a top loading sample space. A piezoresisitor bridge on a cantilever is used to detect torque acting on a sample. A transverse magnetic field is supplied by a variable field permanent magnet up to 10 KG. We find that a sensitivity of our torque magnetometer is 10^<-10> Nm. Our cryostat consists of a 4-K refrigerator (Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) and an exchange gas cooling system (Janis). The top-loading sample space is inserted into a bore of a permanent magnet (magnetic Solutions MM-1000-48), which produces a transverse magnetic field. The magnet consists of the two concentric dipole-ring magnets. The inner magnet as well as the outer magnet can be rotated independently by stepper motors and positioning systems. Thus, the magnetic field as a vector sum can be altered from 0 to 10 kG at any orientation angle. A torque sensor attached to a copper sample holder is a microfabricated Si substrate cantilever based on a bridge circuit. This consists of the four-constantan piezoresistors (Quantum Design). The off balance signal of the bridge is quickly measured by a direct trigger link between an anovoltmeter (Keithley 2182) and a current source (Keithley 2400). A torque chip is 25 μm in thickness, a sample stage is 2 X 2mm, and an arm is A mm in length. Torsion of the cantilever yields a change in piezoresistors. The torque sensor can be rotated by using a stepper motor (Oriental Motor) equipped at the top of the insert cryost at. Angular resolution of the motor is 0.0036 degrees. A sample temperature can be controlled by a temperature controller (Lakeshore 340). The system is totally controlled by a LabVIEW program.
我们根据4K冰箱开发了新的扭矩磁力计。通过从顶部装载样品空间泵送液化氦气,可以将系统温度降低至1.5 K。悬臂上的压电桥用于检测作用在样品上的扭矩。横向磁场由最高10 kg的可变场永久磁铁提供。我们发现,扭矩计的灵敏度为10^<-10> nm。我们的低温恒温器由4-K冰箱(Sumitomo重工,有限公司)和交换汽油冷却系统(Janis)组成。将顶部的样品空间插入到永久磁铁的孔中(磁性解决方案MM-1000-48),该磁场会产生横向磁场。磁铁由两个同心偶极子环磁体组成。内部磁铁以及外磁铁可以通过步进电动机和定位系统独立旋转。那就可以以任何方向角将磁场作为矢量和从0更改为10 kg。连接到铜样品持有人的扭矩传感器是基于桥电路的微型SI基板悬臂。这由四加斯坦坦压电器(量子设计)组成。桥的关闭平衡信号通过直接触发器链路(Keithley 2182)和电流源(Keithley 2400)之间的直接触发链路来迅速测量。扭矩芯片的厚度为25μm,样品阶段为2 x 2mm,臂的长度为mm。悬臂的扭转会发生变化。扭矩传感器可以使用配备在插入式低温的顶部的步进电动机(东方电动机)旋转。电动机的角度分辨率为0.0036度。样品温度可以由温度控制器控制(湖岸340)。该系统完全由LabView程序控制。

项目成果

期刊论文数量(74)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
N.Yamamoto et al.: "Superconducting Anisotropy in Nd_{1.85} Ce_{0.15}CuO_{4} Single Crystals"Physica C. 357・360. 298-301 (2001)
N. Yamamoto 等:“Nd_{1.85} Ce_{0.15}CuO_{4} 单晶中的超导各向异性”Physica C. 357・360 (2001)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T. Ishida, K. Kitamura, K. Okuda, and H. Asaoka: "Intgrinsic Pinning does not Influence the Vortex Melting Transition of YBa2Cu3O6.94 in H perpendicular c Configuration"J. Phys. Soc. Jpn.. 70. 2110-2113 (2001)
T. Ishida、K. Kitamura、K. Okuda 和 H. Asaoka:“内在钉扎不会影响 H 垂直 c 构型中 YBa2Cu3O6.94 的涡旋熔化转变”J。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S. Nakata, M. Yoshida and T. Ishida: "Vortex Behavior of 1.8-μm Triangular Microhole Lattice on Pb Film : Matching Effect"Physica C. 378-381. 560-563 (2002)
S. Nakata、M. Yoshida 和 T. Ishida:“Pb 薄膜上 1.8 μm 三角形微孔晶格的涡流行为:匹配效应”Physica C. 378-381 (2002)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
石田武和 他: "JAERL Review"日本原子力研究所. 7 (2002)
Takekazu Ishida 等:“JAERL Review”日本原子能研究所 7 (2002)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Ishida et al.: "Direct Observation of Vortex Images on Lead Micro-Hole Lattice by SQUID Microscope"Physica C. (2001)
T.Ishida 等人:“通过 SQUID 显微镜直接观察铅微孔晶格上的涡旋图像”Physica C. (2001)
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