 |
|
Описание экспериментальной установки
Введение
Среди локальных измерений, наиболее развиты методики, основанные на измерениях либо захваченного магнитного потока, либо магнитного поля, индуцированного транспортными токами. Это - магнитооптическая визуализация и холловская магнитометрия. Также в последнее время большое развитие получили методики, основанные на измерении силы левитации, максимум которой пропорционален критическому току Jc сверхпроводника. Однако существует и локальная методика определения распределения критического тока резистивными измерениями метод «магнитного ножа».
Холловская магнитометрия. На основе использования преобразователей Холла разработаны несколько экспериментальных методик. Все они основаны на измерении индукции магнитного поля Bz с помощью ПХ посредством сканирования области пространства над ВТСП образцом. Именно это позволяет применять данную методику для исследования как лабораторных образцов небольшого размера (до 10-15 см), так и габаритных ВТСП образцов (свыше 100 м). Недостатком сканирующих Холловских методик является относительно малое (по сравнению с магнитооптикой) пространственное разрешение, связанное с необходимостью механического сканирования больших площадей поверхности сверхпроводника, в частности максимум разрешение непосредственно ограничивается габаритными размерами преобразователя Холла и размерами активной зоны. А также меньшая чувствительность, чем в магнитооптической методике. Но в последнее время стало возможно изготовление датчиков с размерами чувствительной области ~1μm и высокой чувствительностью. На их основе разработан метод сканирующей холловской микроскопии. Данный метод (также как и предыдущие) позволяет анализировать магнитную структуру образца.
Описание экспериментальной установки
Экспериментальная установка состоит из двухкоординатной системы позиционирования в плоскости XY, с установленной на нее преобразователем холла, держателя образца, с возможностью перемещения по высоте (вдоль оси Z), азотной ванны и системы измерения и обработки данных.
Принцип работы: Схема экспериментального стенда представлена на рисунке 1.3. Образец ВТСП ленты крепится на неподвижном держателе образца (5). Магнитное поле создаѐтся постоянными NdFeB магнитами, которые крепятся на консоли (4) и держателе магнитов, который одновременно является магнитопроводом. Магнитопоровод используется для того, чтобы избежать перемагничивания ВТСП ленты рассеянным полем магнитов. Также на планке на расстоянии 5 см от магнитов помещается полупроводниковый преобразователь Холла (ПХ) (на схеме не показан). Магниты и образец помещаются в азотную ванну(3). Держатель образца расположен на стационарной штанге (7). При горизонтальном перемещении магнитов вдоль ленты, ВТСП лента, проходя в зазоре между магнитами (H0||c), намагничивается, а захваченное поле детектируется посредством преобразователя Холла. Сканирование организовано таким образом, что магниты имеют одну степень свободы и перемещаются только вдоль оси Y. Датчик Холла возможно свободно перемещать в плоскости XZ двухкоординатного манипулятора с высоким разрешением (1). Вся установка размещается на массивном основании для исключения вибраций.
Рисунок 1.3. Схема экспериментального стенд для сканирования ВТСП лент: 1-двухкоординатный манипулятор с высоким разрешением 2- консоль 3-азотная ванна 4- консоль, на которую крепится датчик Холла 5- держатель образца.