Низкотемпературный шаговый двигатель для работы в сильном магнитном поле

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или 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