Створення спеціалізованих маніпуляторів для низькотемпературних досліджень

Abstract

Вступ. Дослідження магніто- та електрооптичних властивостей матеріалів в умовах кріогенних температур потребує високовартісних спеціалізованих кріостатів. У випадку проведення досліджень в магнітних полях з індукцією до 1 Тл можна використовувати спеціальні вставки-тримачі. Проблематика. Розробка спеціальних маніпуляторів для кріостату, які б дозволяли проводити дослідження оптичних властивостей матеріалів під впливом зовнішнього магнітного та електричного полів — це важлива проблема при проведенні низькотемпературних досліджень. Мета. Створення спеціалізованих маніпуляторів для електро- та магнітооптичних вимірювань в умовах кріогенних температур. Результати. Розроблено спеціальні маніпулятори-тримачі зразків, які дозволяють проводити вимірювання в умовах кріогенних температур у постійному магнітному полі з індукцією до 1 Тл в кріостаті рідинно-проточного типу. Конструкція також передбачає можливість змінювати величину поля шляхом зміни величини зазору між магнітами. Додатково є можливість змінювати напрямок ліній напруженості магнітного поля відносно напрямку поширення світла. Розробка дозволяє виконувати дослідження оптичних властивостей матеріалів залежно від прикладеного електричного поля в умовах низьких температур, а також передбачає можливість підведення електричного поля до зразків та реєстрацію електричних сигналів від зразка. Використання розроблених тримачів дає можливість проводити вимірювання декількох зразків в одному циклі заливки кріостату. Висновки. Розроблено спеціальні маніпулятори для дослідження магнітооптичних та електрооптичних властивостей матеріалів в умовах низьких температур, що дають можливість виконувати вимірювання впливу магнітного та електричного поля на оптичні властивості досліджуваних матеріалів.

Introduction. Magneto- and electro-optical research of materials at cryogenic temperature requires expensive specialized cryostats. In the case of research in magnetic fields up to 1 T special manipulator holders can be used. Problem Statement. Development of special manipulators for cryostats to enable the magneto-optical research of materials under the action of external magnetic and electric fields is a relevant problem for low temperature studies. Purpose. The purpose is to create specialized manipulators for electro- and magneto-optical measurements at cryogenic temperature. Results. Special sample holding manipulators have been developed. They enable to conduct low-temperature measurements at cryogenic temperature in a constant magnetic field up to 1 T in the continuous-flow cryostat. The design enables varying the field by changing the gap between the magnets. The magnetic field line direction is changeable with respect to the direction of light propagation. The developed manipulator allows the researchers to study the optical properties of materials depending on applied electric field, at low temperature and to supply electric field to the samples, as well as to record electrical signals from the sample. The use of sample holding manipulators enables measuring several samples in one cycle of cryostat fill. Conclusion. Special manipulators have been designed to study the magneto- and electro-optical properties of materials at low temperature. With the help of developed manipulators, it is possible to measure the influence of magnetic and electric field on the optical properties of the materials studied.

Введение. Исследование магнито- и электрооптических свойств в условиях криогенных температур требует дорогостоящих специализированных криостатов. В случае проведения исследований в магнитных полях с индукцией до 1 Тл можно использовать специальные вставки-держатели. Проблематика. Разработка специальных манипуляторов для криостата, позволяющих проводить исследования оптических свойств под воздействием внешнего магнитного и электрического полей — это важная проблема при проведении низкотемпературных исследований. Цель. Создание специализированных манипуляторов для электро- и магнитооптических измерений в условиях криогенных температур. Результаты. Разработаны специальные манипуляторы-держатели образцов, которые позволяют проводить измерения в условиях криогенных температур в постоянном магнитном поле с индукцией до 1 Тл в криостате жидкостно-проточного типа. Конструкция также предусматривает возможность изменять величину поля путем изменения величины зазора между магнитами. Дополнительно есть возможность менять направление линий напряженности магнитного поля относительно направления распространения света. Разработка позволяет выполнять исследования оптических свойств в зависимости от приложенного электрического поля в условиях низких температур, а также предусматривает возможность подведения электрического поля к образцам и регистрации электрических сигналов от образца. Использование разработанных держателей дает возможность проводить измерения нескольких образцов в одном цикле заливки криостата. Выводы. Разработаны специальные манипуляторы для исследования магнитооптических и электрооптических свойств в условиях низких температур, позволяющие выполнять измерения влияния магнитного и электрического поля на оптические свойства исследуемых материалов.