SU448376A1

SU448376A1 - Device for the study of solids on microwave at temperatures below 1 k

Info

Publication number: SU448376A1
Application number: SU1856161A
Authority: SU
Inventors: Стефан Анатольевич Песковацкий; Валерий Михайлович Шульга
Original assignee: Ордена Трудового Красного Знамени Институт Радиофизики И Электроники Ан Украинской Сср
Priority date: 1972-12-12
Filing date: 1972-12-12
Publication date: 1974-10-30

Description

Изоорегение огносигс к гех- I Нике исследовании твердых тел на СВЧ при сверхнизких гемпературах (ниже ).Opohnosis isoooregnation to geh- I Nike study of solids on microwave with ultralow temperature values (below).

При исследовани х на UB4,когда необходимы специальные усгройсгва дл передачи высокочастотной мощности, которые одновременно ал югс теплопроводниками, теплоизол ци на сверхнизких температурах становитс особенно сложной .In studies on UB4, when special tools are needed for transmitting high-frequency power, which are also thermally conductive, heat insulation at ultra-low temperatures becomes particularly difficult.

Лл решени проблемы теплоизол ции при сохранении полого волновода в предлагаемом устройстве вводирс изгиб оси волновода , расположенный в жидком гелии ,5K). Это ослабл ет пр мое . проникновение излучени в сверх- ; низкотемпературную камеру и сни- , жает собственное излучение.To solve the problem of thermal insulation while retaining the hollow waveguide in the proposed device, input the waveguide axis of the waveguide, located in liquid helium, 5K). This weakens my pr. radiation penetration into the super; low-temperature chamber and reduces its own radiation.

В варианте предлагаемого устройства Si-образный изгиб имеет радиус кривизны Зи мм. В волноводе размещен экран из фторопласта толщиной 1 мм. Поскольку основна энерги излучени при T«3QQ° К лелоат в интервале длин волн ЯIn the embodiment of the proposed device, the Si-shaped bend has a radius of curvature of 3 mm. A fluoroplastic screen with a thickness of 1 mm is placed in the waveguide. Since the main radiation energy at T "3QQ ° K is leloat in the wavelength range I

5 мкм, а фторопласт обладает достаточным пропусканием в инфракрасной области спектра лишь при .5 мкм, то экран служит дл устранени остаточного радиационного излучени , которое не устран етс полностью (S -изгибом.5 µm, and the fluoroplast only has sufficient transmittance in the infrared region of the spectrum at .5 µm, the screen serves to eliminate the residual radiation that is not completely eliminated (S -bend.

0 Теплообменный газ откачивают из системы диффузионным насосоы . Откачка проводитс через волновод, с этой целью вдоль широкой стенки волновода прорезаны0 Heat exchange gas is pumped out from the system by diffusion pumps. The pumping is carried out through a waveguide, for this purpose along the wide wall of the waveguide are cut through

5 щели размером 30x30 мм. Щели расположены таким образом, чтобы не прерывались токи, текущие по стенкам волновода. Использование волновода дл откачки позвол ет избежать дополнительного проникновени тепла, которое существовало бы при использовании дл этой цели специальной трубы, а также уменьшает расход жидкого гели за счет уменьшени теплопритока I к нему, упрощает установку.5 slit size 30x30 mm. The slots are arranged so that the currents flowing along the walls of the waveguide are not interrupted. The use of a waveguide for pumping avoids the additional penetration of heat, which would exist if a special pipe is used for this purpose, and also reduces the flow of liquid helium by reducing the heat input I to it, simplifies installation.

Неустранимым источником нагрева образца при измерени х на СЕЧ вл етс приток тепла по металлическому волноводу.The unremovable source of heating the sample when measuring on SEC is the heat influx along the metal waveguide.

Эксперименты показывают, что именно этот вид теплопритока в данной установке при условии устранени радиационного излучени и откачки геплообменного газа определ ет дрейф температуры. Чтобы сделать его минимальным, нижн часть волновода сечением 23x5 мм и длиной 400 мл изготовлена из нейзильбера толщиной 0,1 мм.Experiments show that it is this kind of heat gain in this installation, provided that the radiation is eliminated and the hepatoexchange gas is pumped out, determines the temperature drift. To make it minimal, the lower part of the waveguide with a section of 23x5 mm and a length of 400 ml is made of nickel silver with a thickness of 0.1 mm.

В предлагаемом устройстве врем отогрева образца от 0,1 до I, больше 2 час. Скорость изменени температуры К/сек, С помощью этого устройства можно проводить любые исследовани твердых тел на иВЧ при мощности не более iOS вт. При необходимости устройство можно использовать дл измерений & температурном интервале от О,/К до комнатных температур.In the proposed device, the time of heating the sample from 0.1 to I, more than 2 hours. The rate of change of temperature K / sec. With this device, you can carry out any research on solids on VHF with a power of no more than iOS v. If necessary, the device can be used to measure & temperature range from O / K to room temperature.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез на фиг.2 - узел I на фиг.1 в увеличенном масштабе.Figure 1 shows the proposed device, a longitudinal section in figure 2 - node I in figure 1 on an enlarged scale.

Парамагнитна соль-хладагент (около 50 г железоаммонийных квасцов ) , спрессованна в четыре цилиндра I диаметром 15 тл и высотой 4U шл, укрепл етс на волноводе 2 из нейзильбера. Тепловой контакт между хладагентом и охлаждаемым резонатором 3 осуществл етс через теплоотвод 4, состо щий медных проволок диаметром 0,1 мм и длиной 150 мм. Температуру измер ют непосредственно вблизи образца угольным сопротивлением 5. ибразец 6 приклеивают клеем ЬФ-2 к стенке резонатора 3, Бо эта система находитс внутри вакуумной камеры 7 (диаметроий 40A paramagnetic refrigerant salt (about 50 g of iron ammonium alum), pressed into four cylinders I with a diameter of 15 tons and a height of 4U hl, is fixed on waveguide 2 from nickel silver. Thermal contact between the refrigerant and the cooled resonator 3 is made through a heat sink 4 consisting of copper wires with a diameter of 0.1 mm and a length of 150 mm. The temperature is measured directly near the sample with a carbon resistance 5. A sample 6 is glued with an LF-2 adhesive to the wall of the resonator 3, Bo this system is inside the vacuum chamber 7 (diameter 40

мм и длиной 450 мм) Вакуумна камера 7 помещена в обычный криостач; состо щий из гелиевого и азогного дьюаров,mm and a length of 450 mm) Vacuum chamber 7 is placed in a conventional cryostat; consisting of helium and azoic Dewars,

П р и м е р. В дьюар заливают жидкий гелий, а в вакуумную камеру напускают да теплообмена газообразный гелий под давлением 10 . мм рт.ст. Откачкой паров над поверхностью жидкого гели охлаждают образец и парамагнитную соль до . Парамагнитную соль ввод т в магнитное поле напр женностью 5,5 кэ, при этом тБплота на5 магничиваш1Я отводитс через теплообменный газ. Диффузионным насосом откачивают теплообменный газ в течение 20-30 мин. МагнитноеPRI me R. Liquid helium is poured into the Dewar, and helium gas under pressure 10 is injected into the vacuum chamber and heat exchange. mmHg. By evacuating the vapor above the surface of the liquid gels, cool the sample and the paramagnetic salt to. The paramagnetic salt is introduced into a magnetic field of 5.5 kOe, with the TB of 5 magnetically separated through the heat exchange gas. The diffusion pump pumped heat-exchange gas for 20-30 minutes Magnetic

поле уменьшают до нул , при этом 0 парамагнитна соль и образец охлаадаютс до температуры 0,FK. Исследование образца происходит в процессе отогрева до 1,,the field is reduced to zero, wherein the paramagnetic salt is 0 and the sample is cooled to a temperature of 0, FK. The sample is examined in the process of warming up to 1

йсли необходимо проводить из5 мерени в магнитном поле, то соль размещают от резонатора на рассто нии 150 мм и систему после охлаадени перемещают так, чтобы резонатор находилс в магнитном 0 поле, а парамагнитна соль вне его,If it is necessary to carry out measurements in a magnetic field, then the salt is placed 150 mm from the resonator and the system after cooling is moved so that the resonator is in a magnetic field, and the paramagnetic salt is out of it,

ПРЬдакГ ИЗОБРЕГЕШЯ Устройство дл исследовани твердых тел на СВЧ при температу„ pax ниже , содержащее систему охлаждени , включающую в себ резервуары с жидким азотом, гелием, блок адиабатического размагничивани и систему CjB4 с полым вол .Q новодом, отлючающеес тем,что, с целью уменьшени теплового облучени образцов через волновод,часть его,проход ща через резервуар с жидким гелиеы,вы45 полненаЗ -образной формы и снабжена тепловым экраном,помещенным между низкотемпературной .частью и резервуаром с жидким гелием.A device for studying solids on microwave at a temperature of ppax below, containing a cooling system including tanks with liquid nitrogen, helium, an adiabatic demagnetization unit and a CjB4 system with a hollow wave. thermal irradiation of samples through a waveguide, part of it passing through a tank with liquid helium, is of a full 3-shape and is equipped with a heat shield placed between the low-temperature part and the tank with liquid helium.

/Г дид)фузионно - .- му насосу I f/ G dide) fusion - to - th pump I f

tt

- - - -

,ff

хx

vd)vd)

Фиг.11