Держатель образца для сквид-магнитометра типа mpms для исследования анизотропных свойств орторомбических монокристаллов

Изобретение относится к устройствам для измерения переменных магнитных величин и может быть использовано при проведении магнитных измерений. Держатель образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS для исследования анизотропных свойств орторомбических монокристаллов содержит цилиндрическую трубку из органического материала, при этом дополнительно содержит размещенные внутри трубки выполненные из немагнитного материала прямоугольную пластину, два диска и прямую треугольную призму с прямым углом при одной из вершин ее основания, причем пластина противоположными краями жестко крепится к торцам первого и второго дисков, к центру пластины боковой гранью жестко крепится призма, к большой боковой грани которой жестко крепится образец. Технический результат – повышение точности исследования анизотропных свойств орторомбических монокристаллов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для измерения переменных магнитных величин и может быть использовано при проведении магнитных измерений в следующих областях: физика магнитных явлений, физика конденсированного состояния вещества.

СКВИД-магнитометр (магнитометр со сверхпроводящим квантовым интерференционным датчиком) представляет собой прибор для измерения магнитных полей и их градиентов. Его действие основано на эффекте Джозефсона [Кларк Дж. Принципы действия и применение СКВИДов. - ТИИЭР, 1989, т. 77, №8, с. 118-137].

Известна конструкция держателя образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS (прототип), серийно выпускаемого фирмой «Quantum Design» (Сан-Диего, США), содержащая цилиндрическую трубку из органического материала, внутрь которой по центру вставляется короткий отрезок такой же трубки, внутрь которого помещен исследуемый образец [Quantum Design. Magnetic Property Measurement System. MPMS MultiVu Application User's Manual. Part Number 1014-110C, p. 3-2]. Снизу в держатель вставляется пробка, а верхней частью держатель крепится к штоку, с помощью которого по вертикальному каналу помещается в источник намагничивающего поля - сверхпроводящий соленоид. При этом силовые линии поля направлены вдоль оси трубки.

Штатный держатель образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS имеет следующие недостатки:

1) невозможно точно сориентировать кристаллографические оси кристалла относительно направления намагничивающего поля при исследовании анизотропии магнитных свойств монокристаллических образцов;

2) отсутствует жесткая фиксация образца в держателе, вследствие чего ориентация образца изменяется под воздействием намагничивающего поля, что приводит к увеличению погрешности магнитных измерений.

Техническим результатом изобретения является возможность выполнения высококачественного исследования анизотропных свойств орторомбических монокристаллов за счет точной ориентации кристаллографических осей относительно направления намагничивающего поля, увеличение точности и снижение погрешности магнитных измерений.

Технический результат достигается тем, что в держателе образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS, предназначенном для исследования анизотропных свойств орторомбических монокристаллов, содержащем цилиндрическую трубку из органического материала, новым является то, что он дополнительно содержит размещенные внутри трубки выполненные из немагнитного материала прямоугольную пластину, два диска и прямую треугольную призму с прямым углом при одной из вершин ее основания, причем пластина противоположными краями жестко крепится к торцам первого и второго дисков, к центру пластины боковой гранью жестко крепится призма, к большой боковой грани которой жестко крепится образец. Прямоугольная пластина и первый и второй диски выполнены как одно целое.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых компонентов - прямоугольной пластины, двух дисков и треугольной призмы, одна из боковых граней которой используется для жесткого крепления образца.

Эти признаки позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не выявлены, и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется с помощью графических материалов. На фиг. 1 в двух проекциях представлена конструкция держателя образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS. Держатель предназначен для исследования анизотропных свойств орторомбических монокристаллов. На фиг. 2 изображена призма с закрепленным на ней образцом.

Держатель образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS (см. фиг. 1) содержит пластину 1, первый и второй диски 2, 3, трубку 4 и призму 5. Все компоненты держателя выполнены из немагнитного материала. Пластина 1 - прямоугольная, противоположными краями она жестко крепится к торцам дисков 2, 3 перпендикулярно торцам. Призма 5 - треугольная и к тому же прямая, то есть ее боковые ребра АА1, ВВ1, СС1 перпендикулярны основаниям ABC, А1В1С1 (см. фиг. 2). Угол при вершине В основания - прямой, то есть равен 90°. Таким образом, ребра АВ, ВС и ВВ1 взаимно ортогональны. Угол γ при вершине А основания ABC призмы 5 рассчитывается перед изготовлением призмы 5, исходя из параметров кристаллической решетки и ростовой поверхности орторомбического монокристаллического образца 6, который своей гранью прилегает к большой боковой грани АА1С1С призмы 5. Образец 6 ориентируется по отношению к призме 5 так, чтобы кристаллографические оси а, b и с были параллельны ребрам ВС, ВВ1 и АВ призмы 5 соответственно, затем образец 6 жестко фиксируется на боковой грани АА1С1С призмы 5. Призма 5 вместе с закрепленным на ней образцом 6 жестко крепится к центру пластины 1 боковой гранью ВВ1С1С так, чтобы ребро ВС, а значит и ось а, были параллельны длинной стороне пластины 1. Элементы 1, 2, 3, 5, 6 вставлены в цилиндрическую трубку 4. Трубка 4 из органического материала представляет собой стандартную трубку для изготовления держателей, она поставляется в комплекте со СКВИД-магнитометром типа MPMS. Диски 2, 3 предотвращают поперечное перемещение элементов внутри трубки 4. Описанная конструкция позволяет по-разному ориентировать образец относительно направления намагничивающего поля Н, в зависимости от того, в каком положении закреплена призма 5 с образцом 6 на пластине 1.

Как вариант, прямоугольная пластина 1 и диски 2, 3 могут быть выполнены как одно целое, например, путем фрезерования цилиндрической заготовки.

Снизу в трубку 4 вставляется штатная пробка (не показана), верхней частью трубка 4 крепится к штатному штоку (не показан), с помощью которого по вертикальному каналу (не показан) помещается в источник намагничивающего поля - сверхпроводящий соленоид (не показан). После чего проводят магнитные измерения, в данном случае кристаллографическая ось а параллельна намагничивающему полю Н.

Для выполнения магнитных измерений при другой ориентации образца 6 необходимо вынуть держатель из физической установки, отсоединить призму 5 вместе с закрепленным на ней образцом 6 от пластины 1 и затем закрепить призму 5 вместе с образцом 6 на пластине 1 в новом положении. Для магнитных измерений вдоль оси b призму 5 разворачивают на 90° относительно начального положения, при этом ее боковая грань ВВ1С1С по-прежнему прилегает к пластине 1. Для магнитных измерений вдоль оси с к пластине 1 должна прилегать грань АА1В1В, причем ребро АВ ориентируют параллельно длинной стороне пластины 1.

Пример.

Пластина 1 изготовлена из листового органического стекла толщиной 1 мм, ее длина составляет 174 мм, ширина - 4,5 мм, длинные боковые грани скошены под углом 45°. Диски 2, 3 диаметром 4,95 мм и толщиной 3 мм изготовлены также из органического стекла. Пластина 1 приклеена к дискам 2, 3 с помощью дихлорэтана. Трубка 4 представляет собой стандартную трубку для изготовления держателей, она поставляется в комплекте со СКВИД-магнитометром типа MPMS. Внешний диаметр трубки равен 5,3 мм, внутренний диаметр - 5 мм, длина - 198 мм. В качестве образца 6 исследовался орторомбический монокристалл PbMnBO4.

Рентгенографически установлено, что постоянные кристаллической решетки кристалла PbMnBO4 равны а=6.70 b=5.94 с=8.64 Ростовой поверхностью орторомбического кристалла PbMnBO4 является кристаллографическая плоскость (101). Исходя из этих данных, был определен угол у между осью с и одной из граней кристалла, той, которой образец будет прилегать к призме 5: γ=arctg(a/c)=38°. Точно такой же угол γ=38° должен быть у вершины А основания ABC призмы 5, с тем чтобы можно было сориентировать кристалл таким образом, чтобы кристаллографические оси а, b и с были параллельны ребрам ВС, ВВ1 и АВ соответственно.

Предварительно сориентированный с помощью рентгенографии образец 6 - орторомбический монокристалл PbMnBO4 размерами 3×1×0,5 мм3 - жестко крепился клеем БФ-2 к большой боковой грани АА1С1С призмы 5 с углами 90° и 38° у вершин В и А основания ABC. Материал призмы 5 - органическое стекло. Размеры призмы 5: АВ=3,2 мм, ВС=2,5 мм, ВВ1=3 мм. Затем призма 5 приклеивалась к пластине 1 трижды в разных положениях, при которых ребра ВС, ВВ1 и АВ поочередно были параллельны длинной стороне пластины 1. В каждом положении призмы держатель с образцом по каналу магнитометра помещался в источник намагничивающего поля Н, и проводились магнитные измерения. Таким образом, на СКВИД-магнитометре типа MPMS были проведены магнитные измерения орторомбического монокристалла PbMnBO4 в трех взаимно ортогональных ориентациях, соответствующих направлениям кристаллографических осей а, b и с, относительно направления намагничивающего поля Н [Pankrats A.I., Sablina K.A., Velikanov D.A., Bayukov О.А., Vorotynov А.М., Balaev A.D., Molokeev М.S., Kolkov М.I. Magnetic and dielectric properties of PbFeBO4 and PbMnBO4 single crystals // Solid State Phenomena. - 2014. - Vol. 215. - P. 372-377].

Итак, с помощью заявленного держателя образца появляется возможность проводить на СКВИД-магнитометре типа MPMS высококачественные исследования анизотропии магнитных свойств орторомбических монокристаллов за счет точной ориентации кристаллографических осей относительно направления намагничивающего поля, соответственно увеличивается точность и снижается погрешность магнитных измерений.

1. Держатель образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS для исследования анизотропных свойств орторомбических монокристаллов, содержащий цилиндрическую трубку из органического материала, отличающийся тем, что он дополнительно содержит размещенные внутри трубки выполненные из немагнитного материала прямоугольную пластину, два диска и прямую треугольную призму с прямым углом при одной из вершин ее основания, причем пластина противоположными краями жестко крепится к торцам первого и второго дисков, к центру пластины боковой гранью жестко крепится призма, к большой боковой грани которой жестко крепится образец.

2. Держатель образца по п. 1, отличающийся тем, что прямоугольная пластина и первый и второй диски выполнены как одно целое.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытаниям транспортных средств. В способе испытаний антиблокировочной системы тормозов на восприимчивость к электромагнитному полю устанавливают транспортное средство с антиблокировочной системой в испытательную камеру на ролики симулятора, ориентируют его относительно полеобразующей системы и реализуют ездовые циклы при воздействии на транспортное средство электромагнитного поля.

Изобретение относится к измерению магнитных полей, а в частности к способам и устройствам для точного обнаружения присутствия слабого рассеянного магнитного поля при наличии известного более сильного поля.

Изобретение относится к области магнитно-резонансной томографии (МРТ). Устройство радиочастотной (РЧ) принимающей катушки для использования в системе магнитно-резонансной (МР) томографии содержит РЧ-принимающую катушку, штекер для соединения РЧ-принимающей катушки с системой МР-томографии, сенсорное средство для восприятия присутствия магнитного поля системы МР-томографии, средство обнаружения для обнаружения, соединен ли штекер с системой МР-томографии, и средство предупреждения для генерирования предупреждения, когда сенсорное средство воспринимает присутствие магнитного поля системы МР-томографии и средство обнаружения обнаруживает, что штекер не соединен с системой МР-томографии.

Изобретение относится к магниторезонансной томографии. Система магниторезонансной томографии содержит магнит для генерирования основного магнитного поля с зоной томографирования и систему градиентных катушек.

Изобретение относится к способу использования листов из нетекстурированной электротехнической стали для железных сердечников двигателей и т.п., и более конкретно к способам прогнозирования потерь в железе листов из нетекстурированной электротехнической стали после резки.

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к резонансным преобразователям электрической энергии на основе резонансных усилителей мощности. Техническим результатом является увеличение коэффициента усиления и снижение зависимости параметров преобразователя от величины нагрузки.

Изобретение относится к способам и устройствам для измерения характеристик взрыва боеприпаса. Способ определения характеристик взрыва в ближней зоне с использованием нагружаемого элемента в форме стержня - величины давления ударной воздушной волны (УВВ) и импульса осуществляется по результатам действия на материал стержня продольной волны напряжения, инициированной импульсным воздействием УВВ непосредственно на его торец.

Группа изобретений относится к магнитно-резонансной томографии и радиационной терапии, а также криостату для такой системы. Камера для криостата включает в себя первую и вторую кольцевые секции, разделенные и разнесенные друг от друга вдоль первого направления, и третью кольцевую секцию, простирающуюся в первом направлении между первой и второй кольцевыми секциями и соединяющую первую и вторую кольцевые секции друг с другом.

Группа изобретений относится к магнитно-резонансной визуализации. Магнитный узел для системы магнитно-резонансной визуализации содержит магнитную градиентную катушку с активным экранированием, выполненную с возможностью создания магнитного поля, причем магнитное поле имеет цилиндрическую ось симметрии, причем градиентная катушка имеет длину, параллельную цилиндрической оси симметрии, причем магнитная градиентная катушка имеет внешнюю поверхность, магнитное поле содержит внешнее магнитное поле снаружи от внешней поверхности, и причем внешнее поле имеет по меньшей мере четыре области ослабленного поля вдоль длины, где модуль магнитного поля меньше среднего модуля магнитного поля вдоль длины.

Резонансная ловушка включает в себя полый цилиндрический корпус с его внутренней частью, образующей осевой канал. На внутренней стенке полого цилиндрического корпуса предусмотрен внутренний проводник, а на внешней стенке полого цилиндрического корпуса предусмотрен внешний проводник.

Изобретение относится к устройствам для измерения переменных магнитных величин и может быть использовано при проведении магнитных измерений в следующих областях: физика магнитных явлений, физика конденсированного состояния.

Изобретение относится к устройствам для измерения переменных магнитных величин и может быть использовано при проведении магнитных измерений в следующих областях: физика магнитных явлений, физика конденсированного состояния.

Изобретение относится к устройствам для измерения переменных магнитных величин и может быть использовано при проведении магнитных измерений в следующих областях: физика магнитных явлений, палеомагнетизм, биомагнетизм.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой СКВИД-магнитометр для фотомагнитных исследований и может быть использовано для измерения переменных магнитных величин при проведении магнитных измерений при изучении физики магнитных явлений, фотоиндуцированного магнетизма, биомагнетизма.

Изобретение относится к устройствам для измерения переменных магнитных величин и может быть использовано при проведении магнитных измерений в следующих областях: физика магнитных явлений, геофизика, медицина, биомагнетизм.

Изобретение относится к области промыслово-геофизического исследования скважин и может быть использовано как телеметрическая система с электромагнитным каналом связи по породе для передачи технологической информации о забойных параметрах бурения, например, от инклинометра.

Изобретение относится к магнитометрии биологических объектов и может быть использовано в медицине и биологии. .

Изобретение относится к устройствам для измерения переменных магнитных величин и может быть использовано при проведении магнитных измерений в следующих областях: физика магнитных явлений, геофизика, медицина, биомагнетизм.

Изобретение относится к устройствам для измерения переменных магнитных величин и может быть использовано при проведении магнитных измерений. Держатель образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS для исследования анизотропных свойств орторомбических монокристаллов содержит цилиндрическую трубку из органического материала, при этом дополнительно содержит размещенные внутри трубки выполненные из немагнитного материала прямоугольную пластину, два диска и прямую треугольную призму с прямым углом при одной из вершин ее основания, причем пластина противоположными краями жестко крепится к торцам первого и второго дисков, к центру пластины боковой гранью жестко крепится призма, к большой боковой грани которой жестко крепится образец. Технический результат – повышение точности исследования анизотропных свойств орторомбических монокристаллов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх