Автоматизация экспериментальных установок и исследование магнитотранспортных свойств материалов на основе ВТСП и замещенных манганитов лантана

• Автор: Быков, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 101 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Определения, обозначения и сокращения
Введение
Актуальность
Научная новизна:
Практическая ценность
Публикации:
На защиту выносятся:
Структура диссертации
1 Проблематика области исследований
1.1 Сущность проблематики предметной области
1.2 Магпитосопротивление систем па основе В'ГСП
1.3 Магпитосопротивление замещенных манганитов лантана
1.4 Постановка задачи
2 Экспериментальные методики измерения
2.1 Введение
2.2 Установка для получения сильных импульсных магнитных полей
2.3 Установка для измерения транспортных свойств т вёрдых тел в магнитных полях
2.4 Вибрационный магнетометр со сверхпроводящим соленоидом
2.5 Методики измерения магпитосопротивления в стационарных и импульсных магнитных полях
2.6 Приготовление и состав образцов
2.7 Выводы к главе
3 Причины различного поведения магниторезиетнвно! о эффекта в гранулярных иттриевых и висмутовых системах
3.1 Введение
3.2 Влияние термомагнитной предыстории па резистивное состояние поликристаллических УВа2Сиз07 и Вр 8РЬц дБг) дСазСизСХ
3.2.1 Влияние термомагнитной предыстории на резистивное состояние
ноли кристаллического УВа2Сиз07
3.2.2 Влияние термомагнитной предыстории на резистивное состояние поликристалла и текстурированных образцов Bi1.sPbo.3Sr1 оСагСщСХ
3.3 Линия необратимости и диссипация в межгранульных границах и гранулах в соединениях УВа2Си307 и Вр «РЬозЗпдСагСизОч
3.4 Вклад в магнлтосопротивление от межгранульных границ и кристаллитов. Различие в поведении в соединениях УВа2Снз07 и Вр.вРЬозЭг, чСа2СизОх
3.5 Причины различного поведения магнитосопротивлепия в соединениях УВазСизСЬ и В! [ ,8РЬ() зЭг | .оСагСизОх
3.6 Выводы к главе 3
4 Релаксация магнитосопротивления монокрисгаллического (Ьао.зЕиозЭолРЬо.зМпОз, после воздействия импульсного магнитного поля
4.1 Введение
4.2 Релаксация магнитосопротивления
4.3 Температурная эволюция параметра т
4.4 Выводы к главе
Заключение
Благодарности
Список использованных литературных источников
Приложения
Приложение 1. Описание устройства и работы установки импульсных магнитных полей
Приложение 2. Блок схемы-иерархии и внешний вид интерфейса программ автоматизации описанных установок
Определения, обозначения и сокращения
ВТСП - высокотемпературный сверхпроводник.
ВАХ - вольт-амперная характеристика.
YBCO - состав YBajCipO?.
BSCCO - состав Bi| 8Pb(USt'i.9Ca2Cu3Ov
Bi-text -состав 70%Bi|i8Pb().3Sr|.<;Ca2Cu30x+0-30%Ag.
KMC - колоссальное магнитосопротивление.
ФМ - ферромагнетик.
АФМ - антиферромагнетик.
СТ-1 - установка по исследованию транспортных свойств твердых тел
во внешних магнитных полях на основе электромагнита ФЛ-1.
Vol % - обозначение содержания ингредиента в объемных процентах.
МР - магнитосопротивление.
Введение
Актуальность.
ВТСП и замещенные манганиты лантана представляют собой сложные оксиды переходных металлов, которые имеют богатые фазовые диаграммы, включающие области с разнообразными магнитными и электронными свойствами, переходы металл-изолятор, сверхпроводимость и т.п. Таким образом, данные объекты представляют большой научный и практический интерес. Так, сильные электронные корреляции приводят к чрезвычайному усложнению электронной структуры в веществе, что приводит к разнообразию свойств металлов и диэлектриков, ионных и ковалентных кристаллов, ферромагнитному, антиферромагнитному, орбитальному, зарядовому упорядочению, фазовым расслоениям, промежуточным валентностям и другим явлениям. Такое обилие явлений заманчиво для использования в различных практических приложениях, о чем, например,
образца в область магнитного поля. Стеклянный криостат, в который заливается жидкий азот, крепится к столешнице (из текстолита толщиной 20 mm), которая закреплена на опоре. Сама опора крепится к стене. Подъёмный механизм выполнен на основе редуктора болт—гайка с приводом к электромотору. Предусмотрена автоматическая остановка подъёмника при достижении требуемого положения образца. Диапазон рабочих температур — от 77,4 К до 360 К. Кроме того, возможны измерения магнитосопротивлепия и ВАХ при больших плотностях транспортного тока при помещении штока с измерительной ячейкой и образцом непосредственно в жидкий азот.
Установка оборудована вакуумным насосом 2НВР-5МД и вакуумметром ВТ-2А-П. Используется стационарная система сбора газообразного гелия для использования гелия как теплообменного газа. Электромагнит питается источником стабилизированного тока СТ-40. В программе доступно автоматическое управление выходного тока источника аналоговым сигналом от 0 до 9 V от ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь) с помощью ЭВМ. Величина магнитного поля измеряется стандартным датчиком Холла HGCA-3020 Lake Shore. Рабочий ток через датчик Холла задаётся источником ТЭС-41. Чувствительность датчика Холла при таком рабочем токе составляет « 23 mV/kOe, что позволяет регистрировать поле с точностью до 1 Ое вольтметром с чувствительностью I LlV.
Система сбора данных основана на современных вольтметрах Agilent 34401 А. Данные с вольтметров регистрируются на ЭВМ. Автором была разработана программа сбора данных и управления температурой и полем на основе ЦАП DCON 1—74 и указанных вольтметров. Интерфейс программы и логическая блок схема ее алгоритма представлена в приложении 2 на рисунках 5.2 и 5.4, соответственно. Имеется возможность задавать скорость развёртки магнитного поля и температуры, а также стабилизации температуры с помощью ЭВМ. Транспортный ток через образец задаётся управляемым ЭВМ источником Keithley 2430 с разрешением 10 рА. Погрешность измерения падения напряжения 0.1 цУ. Погрешность