Низкотемпературный шаговый двигатель для работы в сильном магнитном поле

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработана конструкция шагового электродвигателя, предназначенного для вращения образца в экспериментальной ячейке, находящейся внутри криостата с откачкой 3Не. Устройство на основе ротора со скрещенными электрическими обмотками работает в постоянном магнитном поле, создаваемом сверхпроводящим соленоидом. Опытный образец двигателя был установлен на СВЧ-спектрометр проходного типа с прямоугольным резонатором. Для его испытания измерены угловые зависимости спектра магнитного резонанса в хорошо изученном антиферромагнетике MnCO3 при температурах 0.5–7.5 К в диапазоне углов ±100° от начального положения. Исследован перегрев ячейки и криостата и проведена оценка тепловыделения в процессе работы механизма.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Ф. Яфарова

Институт физических проблем им. П.Л. Капицы Российской академии наук; Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”

Автор, ответственный за переписку.
Email: afyafarova@edu.hse.ru
Россия, Москва; Москва

Д. И. Холин

Институт физических проблем им. П.Л. Капицы Российской академии наук

Email: afyafarova@edu.hse.ru
Россия, Москва

С. С. Сосин

Институт физических проблем им. П.Л. Капицы Российской академии наук

Email: afyafarova@edu.hse.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Turov E.A. Physical properties of magnetically ordered crystals. New York: Academic Press, 1965. https://doi.org/10.1063/1.1149138
  2. Bhattacharya A., Tuominen M.T., Goldman A.M. // Rev. Sci. Instrum. 1998. V. 69. P. 3563. https://doi.org/10.1063/1.1149138
  3. Palm E.C., Murphy T.P. // Rev. Sci. Instrum. 1999. V. 70. P. 237. https://doi.org/10.1063/1.1149571
  4. Andreeva O.A., Keshishev K.O. // JETP Lett. 1987. V. 46. P. 200.
  5. Ohmichi E., Nagai S., Maeno Y., Ishiguro T., Mizuno H., Nagamura T. // Rev. Sci. Instrum. 2001. V. 72. P. 1914. https://doi.org/10.1063/1.1347982
  6. Yeoh L.A., SrinivasanA., Martin T.P. et al. // Rev. Sci. Instrum. 2010. V. 81, P. 113905. https://doi.org/10.1063/1.3502645
  7. Малков М.П., Данилов И.Б., Зельдович А.Г., Фрадков А.Б. Справочник по физико-техническим основам глубокого охлаждения. Москва: Госэнергоиздат, 1963.
  8. Borovik-Romanov A.S. // Sov. Phys. JETP. 1959. V. 9. P. 539.
  9. Borovik-Romanov A.S., Kreines N.M., Prozorova L.A. // Sov. Phys. JETP. 1964. V. 18. P. 46.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Конструкция вращательного механизма на СВЧ резонаторе: слева – внешний вид, справа – разрез. Детали механизма: 1 – барабан, 2 – ось, 3 – корпус, 4 – обмотки, 5 – медные кольца, 6 – втулка, 7 – бронзовые лепестки, 8 – держатель лепестков; 9, 10 – втулка и скользящие контакты датчика поворота, 11 – ось с монтажной площадкой для образца, 12 – резонатор, 13 – прижимная планка, 14 – крепежные стойки, 15 – верхний фланец, 16 – цанги волноводов, G1–G6 – шестерни, Т1, T2 – термометры RuO2. Штрихпунктирные линии – поворотные оси механизма.

Скачать (312KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Фотография устройства, смонтированного на СВЧ-спектрометр, совмещенный с криостатом откачки 3He; Т1, Т2 и Т3 – термометры.

Скачать (170KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость температуры датчиков Т1, Т2 и Т3 от времени в процессе пропускания тока в течение 5 минут через одну из обмоток в нулевом поле (сплошные линии) и при переключении тока между обмотками в поле 6 Тл с вращением образца на 60° (символы) с последующим охлаждением. Стрелкой показан момент выключения тока τ = 300c. На вставке показано количество тепла, отведенного от ячейки в криостат через медные кабели при обоих процессах (линии 1 и 2 соответственно).

Скачать (140KB)
Метаданные
5. Рис. 4. a – Примеры линий магнитного резонанса, записанных на частоте ν = 14.63 ГГц при T = 7.5 К в различных ориентациях образца: 1 – начальная ориентация H C3; 2, 3, 4 – после поворота площадки на 48°, 72° и 96°. б – Угловые зависимости отношения резонансного поля к величине Hres (q = 0): кружки – 7.5 К, квадраты – 1.3 К, треугольники – 0.6 К, открытые и закрытые символы соответствуют направлению вращения по и против часовой стрелки.

Скачать (124KB)
Метаданные
6. Рис. 5. a – Температурная эволюция линий магнитного резонанса, записанных на частоте ν =14.63 ГГц в начальной ориентации образца; жирные сплошные линии – подгонка суммой двух лоренцианов, линия АФМР соответствует более интенсивной левой компоненте. б – Зависимость квадрата сверхтонкой щели ∆2 от обратной температуры. Точки – эксперимент, сплошная линия – линейная аппроксимация. Допуски соответствуют возможной систематической погрешности в определении положения резонансных линий ±50 Э.

Скачать (112KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024