RU2664421C1 - Sample holder for squid-magnetometer of mpms type for investigation of anisotropic properties of orthorhombic single crystals - Google Patents
Sample holder for squid-magnetometer of mpms type for investigation of anisotropic properties of orthorhombic single crystals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2664421C1 RU2664421C1 RU2017106393A RU2017106393A RU2664421C1 RU 2664421 C1 RU2664421 C1 RU 2664421C1 RU 2017106393 A RU2017106393 A RU 2017106393A RU 2017106393 A RU2017106393 A RU 2017106393A RU 2664421 C1 RU2664421 C1 RU 2664421C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- prism
- mpms
- sample
- single crystals
- Prior art date
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000011835 investigation Methods 0.000 title 1
- 241000238366 Cephalopoda Species 0.000 claims abstract description 13
- GPAAEXYTRXIWHR-UHFFFAOYSA-N (1-methylpiperidin-1-ium-1-yl)methanesulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C[N+]1(C)CCCCC1 GPAAEXYTRXIWHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005668 Josephson effect Effects 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
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
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
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 вещества.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, physics of the condensed state of matter.
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.
Штатный держатель образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS имеет следующие недостатки:The standard sample holder for an MPMS SQUID magnetometer has the following disadvantages:
1) невозможно точно сориентировать кристаллографические оси кристалла относительно направления намагничивающего поля при исследовании анизотропии магнитных свойств монокристаллических образцов;1) it is impossible to accurately orient the crystallographic axes of the crystal relative to the direction of the magnetizing field when studying the anisotropy of the magnetic properties of single-crystal samples;
2) отсутствует жесткая фиксация образца в держателе, вследствие чего ориентация образца изменяется под воздействием намагничивающего поля, что приводит к увеличению погрешности магнитных измерений.2) 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 орторомбических монокристаллов за счет точной ориентации кристаллографических осей 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 orthorhombic single crystals due to the exact orientation of the crystallographic axes 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, 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.The technical result is achieved by the fact that in the sample holder for an MPMS type SQUID magnetometer designed to study the anisotropic properties of orthorhombic single crystals containing a cylindrical tube of organic material, the new one is that it additionally contains a rectangular plate made of non-magnetic material inside the tube, two a disk and a right triangular prism with a right angle at one of the vertices of its base, and the plate with opposite edges is rigidly attached to the ends of the first of the second and second disks, a prism is rigidly attached to the center of the plate with a side face, and a sample is rigidly attached to the large side face of it. The rectangular plate and the first and second discs are made as one unit.
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.Comparative analysis with the prototype shows that the inventive device is characterized by the presence of new components - a rectangular plate, two disks and a triangular prism, one of the side faces of which 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».When studying 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 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.The invention is illustrated using graphic materials. In FIG. 1 shows in two projections the design of the sample holder for a SQUID magnetometer type MPMS. The holder is designed to study the anisotropic properties of orthorhombic single crystals. In FIG. 2 shows a prism with a sample mounted on it.
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.The sample holder for the MPMS SQUID magnetometer (see Fig. 1) contains a
Как вариант, прямоугольная пластина 1 и диски 2, 3 могут быть выполнены как одно целое, например, путем фрезерования цилиндрической заготовки.Alternatively, the
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.From below, a standard plug (not shown) is inserted into the
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.To perform magnetic measurements with a different orientation of
Пример.Example.
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.The
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.X-ray diffraction established that the crystal lattice constants of the PbMnBO 4 crystal are equal to a = 6.70 b = 5.94 c = 8.64 The growth surface of the orthorhombic PbMnBO 4 crystal is the crystallographic plane (101). Based on these data, the angle y was determined between the c axis and one of the faces of the crystal, the one with which the sample would be adjacent to prism 5: γ = arctan ( a / c) = 38 °. The exact same angle γ = 38 ° should be at the peak A of the base ABC of
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].Preliminary X-ray oriented
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.So, using the claimed sample holder, it becomes possible to carry out high-quality studies of the anisotropy of the magnetic properties of orthorhombic single crystals on an MPMS SQUID magnetometer due to the exact orientation of the crystallographic axes relative to the direction of the magnetizing field, accordingly, the accuracy increases and the error of magnetic measurements decreases.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017106393A RU2664421C1 (en) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | Sample holder for squid-magnetometer of mpms type for investigation of anisotropic properties of orthorhombic single crystals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017106393A RU2664421C1 (en) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | Sample holder for squid-magnetometer of mpms type for investigation of anisotropic properties of orthorhombic single crystals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2664421C1 true RU2664421C1 (en) | 2018-08-20 |
Family
ID=63177465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017106393A RU2664421C1 (en) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | Sample holder for squid-magnetometer of mpms type for investigation of anisotropic properties of orthorhombic single crystals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2664421C1 (en) |
Cited By (1)
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 |
Citations (2)
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 |
-
2017
- 2017-02-27 RU RU2017106393A patent/RU2664421C1/en active
Patent Citations (3)
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)
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, november 2004, p. 3-2. * |
Quantum Design, Magnetic Property Measurement System, MPMS MultiVu Application User's Manual, Part Number 1014-110C, november 2004, p. 3-2. Quantum Design, Application Note 1096-306, Rev. B1 March 15, 2016, VSM Sample Mounting Techniques, р. 1-11. * |
Cited By (1)
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 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Goldburg et al. | Nuclear magnetic resonance line narrowing by a rotating rf field | |
Banerjee et al. | The high-field torque-meter method of measuring magnetic anisotropy of rocks | |
Wiegelmann et al. | Magnetoelectric effect of Cr2O3 in strong static magnetic fields | |
Barnaal et al. | Effects of rotating magnetic fields on free-induction decay shapes | |
Davies et al. | Magnetic birefringence of ferrofluids. I. Estimation of particle size | |
Nandi et al. | Nature of Ho magnetism in multiferroic HoMnO 3 | |
Miyata et al. | Magnetocrystalline anisotropy of single-crystal europium oxide | |
Seiler et al. | Inversion-asymmetry splitting of the conduction band in GaSb from Shubnikov-de Haas measurements | |
Kremer et al. | Dependence of EPR in diluted magnetic semiconductors on the host lattice | |
RU2664421C1 (en) | Sample holder for squid-magnetometer of mpms type for investigation of anisotropic properties of orthorhombic single crystals | |
RU2645031C1 (en) | Sample holder for mpms-type squid-magnetometer | |
Liu et al. | Phase diagram of Ba 2 NaOsO 6, a Mott insulator with strong spin orbit interactions | |
Finco et al. | Single spin magnetometry and relaxometry applied to antiferromagnetic materials | |
Lefmann et al. | NMR spectra of pure C 13 diamond | |
Crabtree et al. | Conduction electron g-factor measurements in Au using the de Haas-van Alphen effect | |
DOELL et al. | Analysis of spinner magnetometer operation | |
Morton et al. | Single crystal electron paramagnetic resonance studies: A computer‐assisted two‐circle goniometer | |
RU2735000C1 (en) | Sample holder for mpms type squid magnetometer | |
RU2726268C1 (en) | Sample holder for a mpms type squid magnetometer | |
Flanders | The Rotating‐Sample Magnetometer | |
Jericha et al. | Experimental and methodic progress in ultra-small-angle polarised neutron scattering on novel magnetic materials | |
Sasaki et al. | Nitrogen isotope effects on boron vacancy quantum sensors in hexagonal boron nitride | |
Yaouanc et al. | Evidence for a Two Component Magnetic Response in UPt 3 | |
Seifert et al. | Field-and time-dependent, local and global magnetization behaviour of out-of-plane textured SmCo5 thin films | |
Belson et al. | Microwave Resonance in Hexagonal Ferrimagnetic Single Crystals |