Низкотемпературный шаговый двигатель для работы в сильном магнитном поле

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Разработана конструкция шагового электродвигателя, предназначенного для вращения образца в экспериментальной ячейке, находящейся внутри криостата с откачкой 3Не. Устройство на основе ротора со скрещенными электрическими обмотками работает в постоянном магнитном поле, создаваемом сверхпроводящим соленоидом. Опытный образец двигателя был установлен на СВЧ-спектрометр проходного типа с прямоугольным резонатором. Для его испытания измерены угловые зависимости спектра магнитного резонанса в хорошо изученном антиферромагнетике MnCO3 при температурах 0.5–7.5 К в диапазоне углов ±100° от начального положения. Исследован перегрев ячейки и криостата и проведена оценка тепловыделения в процессе работы механизма.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. Ф. Яфарова

Институт физических проблем им. П.Л. Капицы Российской академии наук; Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”

Author for correspondence.
Email: afyafarova@edu.hse.ru
Russian Federation, Москва; Москва

Д. И. Холин

Институт физических проблем им. П.Л. Капицы Российской академии наук

Email: afyafarova@edu.hse.ru
Russian Federation, Москва

С. С. Сосин

Институт физических проблем им. П.Л. Капицы Российской академии наук

Email: afyafarova@edu.hse.ru
Russian Federation, Москва

References

  1. Turov E.A. Physical properties of magnetically ordered crystals. New York: Academic Press, 1965. https://doi.org/10.1063/1.1149138
  2. Bhattacharya A., Tuominen M.T., Goldman A.M. // Rev. Sci. Instrum. 1998. V. 69. P. 3563. https://doi.org/10.1063/1.1149138
  3. Palm E.C., Murphy T.P. // Rev. Sci. Instrum. 1999. V. 70. P. 237. https://doi.org/10.1063/1.1149571
  4. Andreeva O.A., Keshishev K.O. // JETP Lett. 1987. V. 46. P. 200.
  5. Ohmichi E., Nagai S., Maeno Y., Ishiguro T., Mizuno H., Nagamura T. // Rev. Sci. Instrum. 2001. V. 72. P. 1914. https://doi.org/10.1063/1.1347982
  6. Yeoh L.A., SrinivasanA., Martin T.P. et al. // Rev. Sci. Instrum. 2010. V. 81, P. 113905. https://doi.org/10.1063/1.3502645
  7. Малков М.П., Данилов И.Б., Зельдович А.Г., Фрадков А.Б. Справочник по физико-техническим основам глубокого охлаждения. Москва: Госэнергоиздат, 1963.
  8. Borovik-Romanov A.S. // Sov. Phys. JETP. 1959. V. 9. P. 539.
  9. Borovik-Romanov A.S., Kreines N.M., Prozorova L.A. // Sov. Phys. JETP. 1964. V. 18. P. 46.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Design of the rotational mechanism on the microwave resonator: left - external view, right - section. Details of the mechanism: 1 - drum, 2 - axle, 3 - housing, 4 - windings, 5 - copper rings, 6 - bushing, 7 - bronze lobes, 8 - lobe holder; 9, 10 - bushing and sliding contacts of the rotation sensor, 11 - axis with a mounting pad for the sample, 12 - resonator, 13 - clamping bar, 14 - mounting posts, 15 - upper flange, 16 - waveguide collets, G1-G6 - gears, T1, T2 - RuO2 thermometers. Dashed lines - rotary axes of the mechanism.

Download (312KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Photograph of the device mounted on a microwave spectrometer combined with a 3He pumping cryostat; T1, T2, and T3 are thermometers.

Download (170KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Temperature dependence of sensors T1, T2 and T3 on time during current flow for 5 minutes through one of the windings in zero field (solid lines) and during current switching between windings in 6 Tesla field with sample rotation by 60° (symbols) with subsequent cooling. The arrow shows the moment of current switching off τ = 300c. The inset shows the amount of heat removed from the cell to the cryostat through copper cables during both processes (lines 1 and 2, respectively).

Download (140KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. a - Examples of magnetic resonance lines recorded at ν = 14.63 GHz at T = 7.5 K in different sample orientations: 1 - initial orientation H C3; 2, 3, 4 - after rotating the site by 48°, 72° and 96°. b - Angular dependences of the ratio of the resonance field to the value of Hres (q = 0): circles - 7.5 K, squares - 1.3 K, triangles - 0.6 K, open and closed symbols correspond to clockwise and counterclockwise rotation directions.

Download (124KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. a - Temperature evolution of magnetic resonance lines recorded at ν =14.63 GHz in the initial orientation of the sample; bold solid lines - fitting by the sum of two lorentzians, the AFMR line corresponds to the more intense left component. b - Dependence of the square of the hyperfine slit ∆2 on the inverse temperature. Dots - experiment, solid line - linear approximation. The tolerances correspond to a possible systematic error in determining the position of the resonance lines ±50 Å.

Download (112KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences