RU2645031C1 - Sample holder for mpms-type squid-magnetometer - Google Patents

Sample holder for mpms-type squid-magnetometer Download PDF

Info

Publication number
RU2645031C1
RU2645031C1 RU2017103611A RU2017103611A RU2645031C1 RU 2645031 C1 RU2645031 C1 RU 2645031C1 RU 2017103611 A RU2017103611 A RU 2017103611A RU 2017103611 A RU2017103611 A RU 2017103611A RU 2645031 C1 RU2645031 C1 RU 2645031C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
mpms
sample
tube
sample holder
Prior art date
Application number
RU2017103611A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Анатольевич Великанов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук"
Priority to RU2017103611A priority Critical patent/RU2645031C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2645031C1 publication Critical patent/RU2645031C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/035—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using superconductive devices
    • G01R33/0354—SQUIDS

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention refers to equipment for measuring variable magnetic parameters and can be used in magnetic measurements in the following areas: physics of magnetic phenomena, condensed matter physics. Sample holder for a SQUID magnetometer of the MPMS type comprises a cylindrical tube of organic material, and further comprises a non-magnetic cylinder located within the tube, having at least one rectangular groove with a rigidly attached sample to the plane.
EFFECT: technical result of the invention is the provision of the possibility to perform a high-quality study of the anisotropic properties of samples due to the precise orientation with respect to the direction of the magnetizing field, an increase in the accuracy and a decrease in the error in the magnetic measurements.
1 cl, 2 dwg

Description

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.The invention relates to devices for measuring variable magnetic quantities and can be used for magnetic measurements in the following areas: physics of magnetic phenomena, condensed matter physics.

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].SQUID magnetometer (magnetometer with a superconducting quantum interference sensor) is a device for measuring magnetic fields and their gradients. Its action is based on the Josephson effect [Clark J. Principles of action and the application of SQUID. - TIIER, 1989, v. 77, No. 8, p. 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.A known design of the sample holder for a SQUID magnetometer type MPMS (prototype), commercially available from the company Quantum Design (San Diego, USA), containing a cylindrical tube of organic material, inside which a short section of the same tube is inserted in the center, into which is placed test sample [Quantum Design. Magnetic Property Measurement System. MPMS MultiVu Application User's Manual. Part Number 1014-110C, p. 3-2]. A plug is inserted into the holder from below, and the holder is attached to the rod with the upper part, through which the vertical channel is placed in the source of the magnetizing field - a superconducting solenoid. The field lines of force are directed along the axis of the tube.

Недостатки штатного держателя образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS:Disadvantages of a standard sample holder for a SQUID magnetometer type MPMS

1) при исследовании анизотропии магнитных свойств монокристаллических образцов невозможно точно сориентировать грани кристалла относительно направления намагничивающего поля;1) when studying the anisotropy of the magnetic properties of single-crystal samples, it is impossible to accurately orient the crystal faces relative to the direction of the magnetizing field;

2) в случае тонких пленок невозможно точно сориентировать плоскость пленки относительно направления намагничивающего поля;2) in the case of thin films, it is impossible to accurately orient the plane of the film relative to the direction of the magnetizing field;

3) отсутствует жесткая фиксация образца в держателе, вследствие чего ориентация образца изменяется под воздействием намагничивающего поля, что приводит к увеличению погрешности магнитных измерений.3) there is no rigid fixation of the sample in the holder, as a result of which the orientation of the sample changes under the influence of a magnetizing field, which leads to an increase in the error of magnetic measurements.

Техническим результатом изобретения является возможность выполнения высококачественного исследования анизотропных свойств образцов за счет точной ориентации относительно направления намагничивающего поля, увеличение точности и снижение погрешности магнитных измерений.The technical result of the invention is the ability to perform high-quality studies of the anisotropic properties of samples due to accurate orientation relative to the direction of the magnetizing field, increasing accuracy and reducing the error of magnetic measurements.

Технический результат достигается тем, что в держателе образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS, содержащем цилиндрическую трубку из органического материала, новым является то, что он дополнительно содержит размещенный внутри трубки немагнитный цилиндр, имеющий по меньшей мере один прямоугольный паз, к плоскости которого жестко крепится образец.The technical result is achieved by the fact that in the sample holder for an MPMS type SQUID magnetometer containing a cylindrical tube of organic material, it is new that it further comprises a non-magnetic cylinder located inside the tube, having at least one rectangular groove, to the plane of which is rigidly fixed sample.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых компонентов: цилиндра из немагнитного материала, в котором наличествует прямоугольный паз (пазы), плоскость паза используется для жесткого крепления образца.Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device is characterized by the presence of new components: a cylinder of non-magnetic material, in which there is a rectangular groove (grooves), the groove plane is used for rigid fastening of the sample.

Эти признаки позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».These signs allow us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "novelty."

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».In the study of other well-known technical solutions in this technical field, the features that distinguish the claimed invention from the prototype are not identified and therefore they provide the claimed technical solution with the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется с помощью графических материалов. На фиг. 1 в двух проекциях изображена конструкция держателя образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS. На фиг. 2 представлен альтернативный вариант держателя.The invention is illustrated using graphic materials. In FIG. 1 shows in two projections the design of a sample holder for an MPMS SQUID magnetometer. In FIG. 2 shows an alternative holder.

Держатель образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS (см. фиг. 1) содержит цилиндр 1 из немагнитного материала, который вставлен в цилиндрическую трубку 2. Трубка 2 из органического материала представляет собой стандартную трубку для изготовления держателей, она поставляется в комплекте со СКВИД-магнитометром типа MPMS. В центральной части цилиндра 1 изготовлен прямоугольный паз 3. К одной из плоскостей 4, 5 паза 3 жестко крепится исследуемый образец 6. Такая конструкция позволяет по-разному ориентировать образец относительно направления намагничивающего поля Н, в зависимости от того, к какой плоскости крепится образец.The sample holder for the MPMS SQUID magnetometer (see Fig. 1) contains a cylinder 1 of non-magnetic material that is inserted into the cylindrical tube 2. The tube 2 made of organic material is a standard tube for the manufacture of holders, it is supplied with a SQUID magnetometer type of MPMS. In the central part of cylinder 1, a rectangular groove 3 is made. A test sample 6 is rigidly fixed to one of the planes 4, 5 of groove 3. This design allows the sample to be oriented differently with respect to the direction of the magnetizing field H, depending on which plane the sample is attached to.

Снизу в трубку 2 вставляется штатная пробка (не показана), которая предотвращает выпадение цилиндра 1 из трубки 2. Верхней частью трубка 2 крепится к штоку (не показан), с помощью которого по вертикальному каналу (не показан) помещается в источник намагничивающего поля - сверхпроводящий соленоид (не показан). После чего проводятся магнитные измерения.From the bottom, a standard plug (not shown) is inserted into the tube 2, which prevents the cylinder 1 from falling out of the tube 2. The top part of the tube 2 is attached to the rod (not shown), with which it is placed in a magnetizing field source - superconducting through a vertical channel (not shown) solenoid (not shown). Then magnetic measurements are carried out.

Для выполнения магнитных измерений при другой ориентации образца необходимо вынуть держатель с образцом из установки и закрепить образец на держателе в новом положении.To perform magnetic measurements with a different orientation of the sample, it is necessary to remove the holder with the sample from the installation and fix the sample on the holder in a new position.

Вместо одного узкого паза в цилиндре 1 могут быть сделаны два широких паза 3, 3' от краев почти до центра цилиндра (см. фиг. 2). Для того чтобы сигнал от держателя был минимальным, его поперечное сечение должно быть по возможности однородным на всей длине держателя.Instead of one narrow groove in the cylinder 1, two wide grooves 3, 3 'can be made from the edges almost to the center of the cylinder (see Fig. 2). In order to minimize the signal from the holder, its cross section should be as uniform as possible over the entire length of the holder.

ПримерExample

Цилиндр 1 изготовлен из органического стекла, его диаметр равен 4,95 мм, а длина - 180 мм. Трубка 2 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. Паз 3 шириной 5 мм и глубиной 3 мм прорезан в центральной части цилиндра 1. Образец 6 - монокристалл Mn2GeO4 в виде параллелепипеда размерами 0,5×1×3 мм3 одной и той же гранью поочередно жестко крепился клеем БФ-2 к плоскостям 4, 5 (к плоскости 4 - дважды, второй раз - с поворотом на 90°) паза 3 и помещался в канал магнитометра. Таким образом были проведены магнитные измерения монокристалла в трех взаимно ортогональных ориентациях, соответствующих направлениям кристаллографических осей, по отношению к направлению намагничивающего поля Н [Volkov N.V., Mikhashenok N.V., Sablina K.A., Bayukov О.A., Gorev М.V., Balaev A.D., Pankrats A.I., Tugarinov V.I., Velikanov D.А., Molokeev М.S., and Popkov S.I. Magnetic phase diagram of the olivine-type Mn2GeO4 single crystal estimated from magnetic, resonance, and thermodynamic properties // J. Phys.: Condens. Matter. - 2013. - V. 25. - p. 136003].Cylinder 1 is made of organic glass, its diameter is 4.95 mm and its length is 180 mm. Tube 2 is a standard tube for the manufacture of holders, it is supplied with a SQUID magnetometer type MPMS. The outer diameter of the tube is 5.3 mm, the inner diameter is 5 mm, and the length is 198 mm. A groove 3 with a width of 5 mm and a depth of 3 mm is cut in the central part of cylinder 1. Sample 6 — a Mn 2 GeO 4 single crystal in the form of a parallelepiped 0.5 × 1 × 3 mm 3 in size with the same face, was alternately rigidly fixed with BF-2 glue to planes 4, 5 (to plane 4 — twice, the second time — 90 ° rotation) of groove 3 and was placed in the magnetometer channel. Thus, magnetic measurements of the single crystal were carried out in three mutually orthogonal orientations corresponding to the directions of the crystallographic axes with respect to the direction of the magnetizing field H [Volkov NV, Mikhashenok NV, Sablina KA, Bayukov O.A., Gorev M.V., Balaev AD, Pankrats AI, Tugarinov VI, Velikanov D.A., Molokeev M.S., and Popkov SI Magnetic phase diagram of the olivine-type Mn 2 GeO 4 single crystal estimated from magnetic, resonance, and thermodynamic properties // J. Phys. : Condens. Matter. - 2013. - V. 25. - p. 136003].

Таким образом, с помощью заявляемого держателя появляется возможность выполнения высококачественного исследования анизотропных свойств образцов за счет точной ориентации относительно направления намагничивающего поля, соответственно увеличивается точность и снижается погрешность магнитных измерений.Thus, using the inventive holder, it becomes possible to perform high-quality studies of the anisotropic properties of the samples due to the exact orientation relative to the direction of the magnetizing field, respectively, the accuracy increases and the error of magnetic measurements decreases.

Claims (1)

Держатель образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS, содержащий цилиндрическую трубку из органического материала, отличающийся тем, что он дополнительно содержит размещенный внутри трубки немагнитный цилиндр, имеющий по меньшей мере один прямоугольный паз, к плоскости которого жестко крепится образец.A sample holder for an MPMS SQUID magnetometer, comprising a cylindrical tube made of organic material, characterized in that it further comprises a non-magnetic cylinder placed inside the tube, having at least one rectangular groove to the plane of which the sample is rigidly fixed.
RU2017103611A 2017-02-02 2017-02-02 Sample holder for mpms-type squid-magnetometer RU2645031C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017103611A RU2645031C1 (en) 2017-02-02 2017-02-02 Sample holder for mpms-type squid-magnetometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017103611A RU2645031C1 (en) 2017-02-02 2017-02-02 Sample holder for mpms-type squid-magnetometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2645031C1 true RU2645031C1 (en) 2018-02-15

Family

ID=61226975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017103611A RU2645031C1 (en) 2017-02-02 2017-02-02 Sample holder for mpms-type squid-magnetometer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2645031C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2726268C1 (en) * 2019-12-10 2020-07-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) Sample holder for a mpms type squid magnetometer
RU2735000C1 (en) * 2019-12-11 2020-10-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) Sample holder for mpms type squid magnetometer

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5491411A (en) * 1993-05-14 1996-02-13 University Of Maryland Method and apparatus for imaging microscopic spatial variations in small currents and magnetic fields
RU2137105C1 (en) * 1998-05-05 1999-09-10 Санкт-Петербургский государственный университет Gear for precision turn of anisotropic sample with regard to two orthogonal axes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5491411A (en) * 1993-05-14 1996-02-13 University Of Maryland Method and apparatus for imaging microscopic spatial variations in small currents and magnetic fields
US5491411B1 (en) * 1993-05-14 1998-09-22 Univ Maryland Method and apparatus for imaging microscopic spatial variations in small currents and magnetic fields
RU2137105C1 (en) * 1998-05-05 1999-09-10 Санкт-Петербургский государственный университет Gear for precision turn of anisotropic sample with regard to two orthogonal axes

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Quantum Design, Application Note 1096-306, Rev. B1 March 15, 2016, VSM Sample Mounting Techniques, р. 1-11. *
Quantum Design, Magnetic Property Measurement System, MPMS MultiVu Application User's Manual, Part Number 1014-110C, p. 3-2. *
Quantum Design, Magnetic Property Measurement System, MPMS MultiVu Application User's Manual, Part Number 1014-110C, p. 3-2. Quantum Design, Application Note 1096-306, Rev. B1 March 15, 2016, VSM Sample Mounting Techniques, р. 1-11. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2726268C1 (en) * 2019-12-10 2020-07-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) Sample holder for a mpms type squid magnetometer
RU2735000C1 (en) * 2019-12-11 2020-10-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) Sample holder for mpms type squid magnetometer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Goldburg et al. Nuclear magnetic resonance line narrowing by a rotating rf field
Moonen et al. In vivo NMR diffusion spectroscopy: 31P application to phosphorus metabolites in muscle
Barnaal et al. Effects of rotating magnetic fields on free-induction decay shapes
RU2645031C1 (en) Sample holder for mpms-type squid-magnetometer
Balcom et al. Diffusion in aqueous gels. Mutual diffusion coefficients measured by one-dimensional nuclear magnetic resonance imaging
Hiraki et al. Local Spin Susceptibility of α-D2I3 (D= bis (ethylendithio) tetraselenafulvalene (BETS) and bis (ethylendithio) dithiadiselenafulvalene (BEDT-STF)) Studied by 77Se NMR
RU2664421C1 (en) Sample holder for squid-magnetometer of mpms type for investigation of anisotropic properties of orthorhombic single crystals
Gibby et al. 31P Chemical Shielding Anisotropy in Solids. Single Crystal and Powder Studies at 99.4 MHz
Duff et al. NMR of frozen agarose gels
Thurber et al. Prospects for sub-micron solid state nuclear magnetic resonance imaging with low-temperature dynamic nuclear polarization
RU2735000C1 (en) Sample holder for mpms type squid magnetometer
WO2018070934A1 (en) System for and method of determining ferromagnetic resonance response of sample, method of formimg the system
Shumate Anisotropy in the Domain‐Wall Mobility of Rare‐Earth Orthoferrites
RU2726268C1 (en) Sample holder for a mpms type squid magnetometer
Flett et al. 23Na spin echoes in NaCl single crystals
Klanicová et al. MRI Study of Liesegang Patterns: Mass Transport and Banded Inorganic Phase Formation in Gel
Behere et al. Low Temperature Magnetisation Study on Tetraphenylporphyrin-iron/(III) Chloride
Ganapathy et al. Two-Dimensional Solid State NMR and Separation of 7Li Quadrupolar Interactions in Paramagnetic Compounds
Altounian et al. g-factor measurements in antimony by de Haas-van Alphen effect
Jericha et al. Characterisation of novel magnetic materials using the USANSPOL technique
Guigay et al. Local measurement of magnetization in two Ga-YIG single crystals grown by different methods
Datta AC Magnetoelectrical Susceptibility Study of Multiferroics
Matsuura et al. Magnetization Process in the Mixed System of Uniaxial and Planar Antiferromagnets NixCo1− xCl2· 6H2O in High Magnetic Field
Chirwa et al. Spin flop relaxation in the quasi-1d Heisenberg antiferromagnet CsMnBr3· 2H2O
Dempesy et al. Relaxation Effects in the Magnetization of Chromic Methylamine Alum below Its Néel Point