KR20100054022A - 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉동기를 사용하여 초전도자석 및 시료의 온도를 상온에서 내려 극저온으로 유지시키면서 외부자기장을 인가할 수 있어 자기적 특성을 갖는 다양한 재료에 대한 자기장에 따른 저온특성을 측정할 수 있고, 액체헬륨을 사용할 필요 없이 냉동기를 사용하여 초전도자석을 냉각시키면서 외부자기장을 인가하는 장치이므로 액체헬륨 소모에 따른 운전비용을 절약할 수 있으며, 측정하고자 하는 시료의 장착이 용이하고, 장치의 사용이 편리하다는 효과가 있다.
자기장 인가시스템, 냉동기, 초전도자석, 열 스위치, 진공 챔버, 복사차폐부재, 지지부재, 극저온, 자기장 인가, 운전비용 절약, 저온특성, 시료 장착 용이, 장치 사용 편리.
Description
본 발명은 냉동기를 사용하여 초전도자석 및 시료의 온도를 상온에서 내려 극저온으로 유지시키면서 외부자기장을 인가할 수 있어 자기적 특성을 갖는 다양한 재료에 대한 자기장에 따른 저온특성을 측정할 수 있고, 액체헬륨을 사용할 필요 없이 냉동기를 사용하여 초전도자석을 냉각시키면서 외부자기장을 인가하는 장치이므로 액체헬륨 소모에 따른 운전비용을 절약할 수 있으며, 측정하고자 하는 시료의 장착이 용이하고, 장치의 사용이 편리한 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템에 관한 기술이다.
종래의 경우 저온 또는 극저온에서 외부자기장을 인가하여 자기적 특성을 측정하는 분석 장치들은 액체질소 또는 액체헬륨을 사용하여 초전도자석을 냉각시켜 외부자기장을 얻는 것으로 주변 장치, 즉, 자기적 특성을 분석하기 위한 각종 자화곡선은 물론 스펙트럼을 얻기 위한 온도를 낮추고 올릴 수 있게 하는 열전달 스위 치의 설치가 어렵고 또한 조작하기도 어려우며, 운전하는 과정에 있어서도 냉각시키는 과정에 많은 시간이 소요되는 어려움이 있으며, 장시간동안 시료를 측정하는 경우 상당한 액체 헬륨의 비용이 드는 문제점이 있다.
그러므로 자기적 특성을 측정하는 분석 장치의 조작자는 가능한 한 짧은 시간 내에 시료의 장착을 완료하여 분석을 수행하는 것이 매우 중요하다.
따라서 냉동기를 사용하여 초전도자석 및 시료의 온도를 상온에서 내려 극저온으로 유지시키면서 외부자기장을 인가할 수 있어 자기적 특성을 갖는 다양한 재료에 대한 자기장에 따른 저온특성을 측정할 수 있고, 액체헬륨을 사용할 필요 없이 냉동기를 사용하여 초전도자석을 냉각시키면서 외부자기장을 인가하는 장치이므로 액체헬륨 소모에 따른 운전비용을 절약할 수 있으며, 측정하고자 하는 시료의 장착이 용이하고, 장치의 사용이 편리한 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
이에 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 냉동기를 사용하여 초전도자석 및 시료의 온도를 상온에서 내려 극저온으로 유지시키면서 외부자기장을 인가할 수 있어 자기적 특성을 갖는 다양한 재료에 대한 자기장에 따른 저온특성을 측정할 수 있는 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 액체헬륨을 사용할 필요 없이 냉동기를 사용하여 초전도자석을 냉각시키면서 외부자기장을 인가하는 장치이므로 액체헬륨 소모에 따른 운전비용을 절약할 수 있는 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 측정하고자 하는 시료의 장착이 용이하고, 장치의 사용이 편리한 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템은 헬륨가스를 폐회로 내에서 순환시켜서 진공챔버 내부의 온도를 내리는 냉각기와; 상기 냉각기의 상부 측에 위치하고 진공챔버의 바닥면에 오링에 의해 밀폐되게 삽입되며, 초전도자석, 냉동기, 복사차폐가 장착된 내부를 진공으로 유지시켜 진공챔버 바깥으로부터의 열 유입을 차단하는 진공챔버와; 상기 진공챔버의 바닥면의 상부 측에 위치하며, 냉동기에 은 코팅된 구리편사를 연결하여, 냉동기로부터의 진동을 차단하면서 60 K이하로 온도를 내려, 복사차폐 안쪽부분과 초전도자석에 영향을 주는 외부(300 K)로부터 유입되는 복사열 침입을 차폐하는 복사차폐부재와; 상기 진공챔버와 복사차폐 안쪽에 지지대를 사용하여 설치되고, 냉동기로부터 진동전달을 억제하기위해 은이 코팅된 구리편사와 금이 코팅된 무산소 동판에 의한 열전달로 인하여 6 K이하를 유지시키며, 자기장을 발생시켜 시료에 인가하는 초전도자석과; 상기 초전도자석의 온도를 6 K이하 로 유지하면서, 시료의 온도를 4 K - 300 K로 조절하기 위한 스위치와; 상기 초전도자석으로의 외부 열 침입을 차단하고, 열의 발생 없이 대전류를 흘리게 하기 위해 사용되는 전류를 공급하는 초전도선과; 상기 진공챔버를 설치하는 바닥면과 고정시킴과, 진동 전달을 막아주는 역할을 하는 지지부재; 를 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 스위치는 내부을 진공으로 유지시키면 열전달이 일어나지 않으며, 헬륨가스를 공급하면 헬륨가스에 의해 냉동기로부터 열전달이 이루어져 시료관의 온도를 내리는 응축열스위치와, 위판과 아래판이 무산소동으로 금 코팅을 하였으며, 진공챔버의 바닥에 위치하고 있는 손잡이를 회전시켜 아래판을 움직여 붙이게 되면 열전달이 이루어져 시료관의 온도를 내리게 되고, 아래판을 움직여 위판과 떨어뜨려 놓으면 열전달은 차단되게 하는 열 스위치를 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 초전도자석은 NbTi, MgB2, Y1Ba2Cu3O계 중에서 어느 하나인 초전도선재를 사용하고, 0 Tesla에서 12 Tesla까지 시료에 자기장을 인가할 수 있으며, 초전도자석으로의 외부 열 침입을 차단하고, 열의 발생 없이 대전류를 흘리게 하기 위해 사용되는 전류를 공급하는 고온초전도선으로 70 K이상의 초전도 물질이 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 시료의 온도는 냉동기로 극저온까지 냉각시킨 후 시료관과 시료홀더에 장착된 히터 및 온도조절기에 의해서 4K에서부터 300K까지 조절되는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 초전도자석의 하부면에 부착하여 장시간 데이터를 취할 때, 외부로부터 전류의 공급 없이 외부자기장을 시료에 인가할 수 있는 퍼시스턴트 스위치(Persistent Switch)를 더 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 지지부재는 진공챔버의 바닥면의 하부에 고무댐퍼와, 슈퍼 벨로우즈와, 고무에어스프링이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 진공챔버의 외부가 납으로 차폐되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 초전도자석은 고자기장을 만들어내는 주코일과, 초전도자석의 외부에 영향을 주지 않게 고자기장을 저자기장으로 낮아지게 하는 감소코일을 포함하는데, 상기 코일은 주코일로 이루어지거나 또는 주코일과 감소코일이 조합되어 이루어지며, 시료관이 들어가는 홀이 3차원 또는 2차원적인 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 주코일과 감소코일은 복수개의 구리시트 또는 구리편사 사이에 복수개의 초전도선재가 에폭시에 의해 접착되어 고정되는 것이 연속적으로 권취되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명은 냉동기를 사용하여 초전도자석 및 시료의 온도를 극저온으로 유지시키면서 외부자기장을 인가할 수 있어 자기적 특성을 갖는 다양한 재료에 대한 자기장에 따른 저온특성을 측정할 수 있다.
둘째, 본 발명은 액체헬륨을 사용할 필요 없이 냉동기를 사용하여 초전도자석을 냉각시키면서 외부자기장을 인가하는 장치이므로 액체헬륨 소모에 따른 운전비용을 절약할 수 있다.
셋째, 본 발명은 측정하고자 하는 시료의 장착이 용이하고, 장치의 사용이 편리하다.
이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시 예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1a와 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템의 구성 중에서 감마선 소스가 납으로 차폐되어 있는 것을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템의 구성 중에서 주코일과 감소코일이 조합되어 있는 초전도자석의 단면을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템의 구성 중에서 주코일로만 되어 있는 초전도자석의 단면을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템의 구성 중에서 주코일과 감소코일의 구조를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템의 구성 중에서 응축열 스위치의 단면을 나타낸 도면이다.
도 1a 내지 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템은 헬륨가스를 폐회로 내에서 순환시켜서 진공챔버 내부의 온도를 내리는 냉각기(100)와; 상기 냉각기의 상부 측에 위치하고 진공챔버의 바닥면(210)에 오링(220)에 의해 밀폐되게 삽입되며, 초전도자석, 냉동기, 복사차폐가 장착된 내부를 진공으로 유지시켜 진공챔버 바깥으로부터의 열 유입을 차단하는 진공챔버(200)와; 상기 진공챔버의 바닥면의 상부 측에 위치하며, 냉동기에 은 코팅된 구리편사(310)를 연결하여, 냉동기로부터의 진동을 차단하면서 60 K이하로 온도를 내려, 복사차폐 안쪽부분과 초전도자석에 영향을 주는 외부(300 K)로부터 유입되는 복사열 침입을 차폐하는 복사차폐부재(300)와; 상기 진공챔버와 복사차폐 안 쪽에 지지대(410)를 사용하여 설치되고, 냉동기로부터 진동전달을 억제하기위해 은이 코팅된 구리편사(310)와 금이 코팅된 무산소 동판(420)에 의한 열전달로 인하여 6 K이하를 유지시키며, 자기장을 발생시켜 시료에 인가하는 초전도자석(400)과; 상기 초전도자석의 온도를 6 K이하로 유지하면서, 시료의 온도를 4 K - 300 K로 조절하기 위한 스위치(500)와; 상기 초전도자석으로의 외부 열 침입을 차단하고, 열의 발생 없이 대전류를 흘리게 하기 위해 사용되는 전류를 공급하는 초전도선(600)과; 상기 진공챔버를 설치하는 바닥면과 고정시킴과, 진동 전달을 막아주는 역할을 하는 지지부재(700); 로 구성된다.
상기 본 발명인 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템을 구성하는 기술적 수단들의 구성과 기능을 살펴보면 다음과 같다.
상기 냉각기(100)는 헬륨가스를 폐회로 내에서 순환시켜서 진공챔버 내부의 온도를 내려준다.
상기 진공챔버(200)는 상기 냉각기의 상부 측에 위치하고 진공챔버의 바닥면(210)에 오링(220)에 의해 밀폐되게 삽입되며, 초전도자석, 냉동기, 복사차폐가 장착된 내부를 진공으로 유지시켜 진공용기 바깥으로부터의 열 유입을 차단한다. 여기서, 상기 진공챔버(200)의 바닥면의 하부에 고무댐퍼(710)와, 슈퍼 벨로우즈(730)와, 고무에어스프링(720)이 설치되어 있으며, 상기 진공챔버(200)의 외부가 납으로 차폐(990)되어 있는 것이다. 이는 감마선으로부터 사용자를 보호하기 위한 것이다.
상기 복사차폐부재(300)는 상기 진공챔버의 바닥면의 상부 측에 위치하며, 냉동기에 은 코팅된 구리편사(310)를 연결하여, 냉동기로부터의 진동을 차단하면서 60 K이하로 온도를 내려, 복사차폐 안쪽부분과 초전도자석에 영향을 주는 외부(300 K)로부터 유입되는 복사열 침입을 차폐한다.
상기 초전도자석(400)은 상기 진공챔버와 복사차폐 안쪽에 지지대(410)를 사용하여 설치되고, 냉동기로부터 진동전달을 억제하기위해 은이 코팅된 구리편사(310)와 금이 코팅된 무산소 동판(420)에 의한 열전달로 인하여 6 K이하를 유지시키며, 자기장을 발생시켜 시료에 인가한다. 여기서 초전도자석(400)은 NbTi, MgB2, Y1Ba2Cu3O계 중에서 어느 하나인 초전도선재를 사용하고, 0 Tesla에서 12 Tesla까지 시료에 자기장을 인가할 수 있으며, 초전도자석으로의 외부 열 침입을 차단하고, 열의 발생 없이 대전류를 흘리게 하기 위해 사용되는 전류를 공급하는 고온초전도선으로 70 K이상의 초전도 물질이 사용되는 것이다. 또한 시료의 온도는 냉동기로 극저온까지 냉각시킨 후 시료관과 시료홀더에 장착된 히터 및 온도조절기에 의해서 4K에서부터 300K까지 조절되는 것이다.
또한 상기 초전도자석(400)은 고자기장을 만들어내는 주코일(430)과, 초전도자석의 외부에 영향을 주지 않게 고자기장을 저자기장으로 낮아지게 하는 감소코일(440)을 포함하는데, 상기 코일은 주코일(430)로만 이루어지거나 또는 주코일(430)과 감소코일(440)이 조합되어 이루어지며, 시료관(900)이 들어가는 홀(450)이 3차원 또는 2차원적인 것이다. 상기 주코일(430)과 감소코일(440)은 복수개의 구리시트 또는 구리편사 사이에 복수개의 초전도선재가 에폭시에 의해 접착되어 고 정되는 것이 연속적으로 권취되어 있는 것이다.
상기 초전도자석(400)의 하부면에 부착하여 장시간 데이터를 취할 때, 외부로부터 전류의 공급 없이 외부자기장을 시료에 인가할 수 있는 퍼시스턴트 스위치(Persistent Switch)를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 초전도자석(400)은 뫼스바우어 시스템와, 광학 측정 장치는 물론 전기적 측정 장치(VSM, MR, Hall)에 적용 가능할 것이다.
상기 스위치(500)는 상기 초전도자석의 온도를 6 K이하로 유지하면서, 시료의 온도를 4 K - 300 K로 조절하기 위한 것이다. 여기서 상기 스위치(500)는 내부을 진공으로 유지시키면 열전달이 일어나지 않으며, 헬륨가스(510-1)를 공급하면 헬륨가스에 의해 냉동기로부터 열전달이 이루어져 시료관의 온도를 내리는 응축열스위치(510)와, 위판과 아래판이 무산소동으로 금 코팅을 하였으며, 진공용기의 바닥에 위치하고 있는 손잡이(530)를 회전시켜 아래판을 움직여 붙이게 되면 열전달이 이루어져 시료관의 온도를 내리게 되고, 아래판을 움직여 위판과 떨어뜨려 놓으면 열전달은 차단되게 하는 열 스위치(520)를 포함한다.
상기 초전도선(600)은 상기 초전도자석으로의 외부 열 침입을 차단하고, 열의 발생 없이 대전류를 흘리게 하기 위해 사용되는 전류를 공급한다.
상기 지지부재(700)는 상기 진공챔버를 설치하는 바닥면과 고정시킴과, 진동 전달을 막아주는 역할을 한다. 여기서 지지부재(700)는 진공챔버의 바닥면의 하부에 고무댐퍼(710)와, 고무에어스프링(720)와 슈퍼 벨로우즈(730)가 설치되는 것이다.
또한 고무밸로우즈(800)는 진공챔버(200)로부터의 미세진동이 시료로 전달되는 것을 막기 위해 사용되고, 시료관(900)에 장착된 히터(910)와 시료홀더(920)에 장착된 히터는 시료의 온도를 4 K - 300 K까지 매우 정밀( +/- 0.01 K이하)하게 조절하며, 시료봉(930)은 시료를 초전도자석(400)의 중간에 위치시키고, 뫼스바우어 검출기(970)로의 최적의 위치에 시료가 위치할 수 있도록 한다. 그리고 시료의 온도측정과 온도조절은 10핀 커넥터(940)를 통하여 할 수 있는 것이다. 또한 감마선 소스(source)(뫼스바우어 소스)(960)는 상기 뫼스바우어 속도 트랜스듀서 내의 동축 한쪽 끝에 붙어있어 감마선을 발생시키는데, 감마선 소스(source)(960)가 납으로 차폐(990)되어 있다. 이는 감마선으로부터 사용자를 보호하기 위한 것이다.
그러므로 냉동기를 사용하여 초전도자석 및 시료의 온도를 상온에서 내려 극저온으로 유지시키면서 외부자기장을 인가할 수 있어 자기적 특성을 갖는 다양한 재료에 대한 자기장에 따른 저온특성을 측정할 수 있고, 액체헬륨을 사용할 필요 없이 냉동기를 사용하여 초전도자석을 냉각시키면서 외부자기장을 인가하는 장치이므로 액체헬륨 소모에 따른 운전비용을 절약할 수 있는 것이다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 이해할 수 있을 것이다.
도 1a와 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인 가시스템의 구성 중에서 감마선 소스가 납으로 차폐되어 있는 것을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템의 구성 중에서 주코일과 감소코일이 조합되어 있는 초전도자석의 단면을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템의 구성 중에서 주코일로만 되어 있는 초전도자석의 단면을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템의 구성 중에서 주코일과 감소코일의 구조를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템의 구성 중에서 응축열 스위치의 단면을 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
100: 냉각기 200: 진공챔버
210: 진공챔버의 바닥면 220: 오링
300: 복사차폐부재 310: 은 코팅된 구리편사
400: 초전도자석 410: 지지대
420: 금이 코팅된 무산소 동판 500: 스위치
510: 응축열스위치 520: 열 스위치
530: 손잡이 600: 초전도선
700: 지지부재 710: 고무댐퍼
720: 고무에어스프링 730: 슈퍼 벨로우즈
800: 고무 벨로우즈 900: 시료관
910: 히터 920: 시료홀더
930: 시료봉 940: 커넥터
960: 뫼스바우어 소스(감마선 소스) 990: 납 차폐
Claims (9)
- 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템에 있어서,헬륨가스를 폐회로 내에서 순환시켜서 진공챔버 내부의 온도를 내리는 냉각기와; 상기 냉각기의 상부 측에 위치하고 진공챔버의 바닥면에 오링에 의해 밀폐되게 삽입되며, 초전도자석, 냉동기, 복사차폐가 장착된 내부를 진공으로 유지시켜 진공용기 바깥으로부터의 열 유입을 차단하는 진공챔버와; 상기 진공챔버의 바닥면의 상부 측에 위치하며, 냉동기에 은 코팅된 구리편사를 연결하여, 냉동기로부터의 진동을 차단하면서 60 K이하로 온도를 내려, 복사차폐 안쪽부분과 초전도자석에 영향을 주는 외부(300 K)로부터 유입되는 복사열 침입을 차폐하는 복사차폐부재와; 상기 진공챔버와 복사차폐 안쪽에 지지대를 사용하여 설치되고, 냉동기로부터 진동전달을 억제하기위해 은이 코팅된 구리편사와 금이 코팅된 무산소 동판에 의한 열전달로 인하여 6 K이하를 유지시키며, 자기장을 발생시켜 시료에 인가하는 초전도자석과; 상기 초전도자석의 온도를 6 K이하로 유지하면서, 시료의 온도를 4 K - 300 K로 조절하기 위한 스위치와; 상기 초전도자석으로의 외부 열 침입을 차단하고, 열의 발생 없이 대전류를 흘리게 하기 위해 사용되는 전류를 공급하는 초전도선과; 상기 진공챔버를 설치하는 바닥면과 고정시킴과, 진동 전달을 막아주는 역할을 하는 지지부재; 를 포함함을 특징으로 하는 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 스위치는 내부을 진공으로 유지시키면 열전달이 일어나지 않으며, 헬륨가스를 공급하면 헬륨가스에 의해 냉동기로부터 열전달이 이루어져 시료관의 온도를 내리는 응축열스위치와, 위판과 아래판이 무산소동으로 금 코팅을 하였으며, 진공용기의 바닥에 위치하고 있는 손잡이를 회전시켜 아래판을 움직여 붙이게 되면 열전달이 이루어져 시료관의 온도를 내리게 되고, 아래판을 움직여 위판과 떨어뜨려 놓으면 열전달은 차단되게 하는 열 스위치를 포함함을 특징으로 하는 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 초전도자석은 NbTi, MgB2, Y1Ba2Cu3O계 중에서 어느 하나인 초전도선재를 사용하고, 0 Tesla에서 12 Tesla까지 시료에 자기장을 인가할 수 있으며, 초전도자석으로의 외부 열 침입을 차단하고, 열의 발생 없이 대전류를 흘리게 하기 위해 사용되는 전류를 공급하는 고온초전도선으로 70 K이상의 초전도 물질이 사용되는 것을 특징으로 하는 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 시료의 온도는 냉동기로 극저온까지 냉각시킨 후 시료관과 시료홀더에 장착된 히터 및 온도조절기에 의해서 4K에서부터 300K까지 조절되는 것을 특징으로 하는 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 초전도자석의 하부면에 부착하여 장시간 데이터를 취할 때, 외부로부터 전류의 공급 없이 외부자기장을 시료에 인가할 수 있는 퍼시스턴트 스위치(Persistent Switch)를 더 포함함을 특징으로 하는 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 지지부재는 진공챔버의 바닥면의 하부에 고무댐퍼와, 슈퍼 벨로우즈와, 고무에어스프링이 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 진공챔버의 외부가 납으로 차폐되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템.
- 제 1항 또는 제3항에 있어서,상기 초전도자석은 고자기장을 만들어내는 주코일과, 초전도자석의 외부에 영향을 주지 않게 고자기장을 저자기장으로 낮아지게 하는 감소코일을 포함하는데, 상기 코일은 주코일로만 이루어지거나 또는 주코일과 감소코일이 조합되어 이루어지며, 시료관이 들어가는 홀이 3차원 또는 2차원적인 것을 특징으로 하는 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템.
- 제 8항에 있어서,상기 본 발명에 있어서, 상기 주코일과 감소코일은 복수개의 구리시트 또는 구리편사 사이에 복수개의 초전도선재가 에폭시에 의해 접착되어 고정되어 있는 것이 연속적으로 권취되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동기를 이용한 극저온에서의 자기장 인가시스템.
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