Development of low-temperature magnetization measurement system for small single crystals

小单晶低温磁化强度测量系统的研制

基本信息

批准号：
22K18681
负责人：
芝内孝禎
金额：
$ 4.16万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、希釈冷凍機温度(数十ミリケルビン)までの極低温領域での、数十マイクログラム級の微小単結晶試料の磁化の精密測定を可能にする装置を開発することを目的としている。現在極低温領域の磁化率測定手法として最も信頼性の高い、グラジエント型超伝導マグネットを用いたキャパシタンス法によるファラデー力測定を改良し、最近市販が始まったメンブレン型表面応力センサーと組み合わせ、微小単結晶試料での磁化測定の実現を目指している。微小単結晶試料をメンブレン上に配置し、グラジエントマグネットにより鉛直方向に磁場勾配をつける。これにより、試料の磁化に比例したファラデー力が鉛直方向に働き、メンブレンがたわんで、その変位量をキャパシタンス法により測定する。本研究で開発する極低温磁化精密測定システムは、外部磁場に勾配をつけるため立方晶など磁化異方性のない試料での測定も可能であり、かつキャパシタンス測定のため希釈冷凍機温度までの測定が可能であるという、ファラデー力測定の特徴を生かしながら、微小試料での測定を目指すものである。今年度は、メンブレン型応力センサーの裏側に金蒸着を行い、可動電極との間でコンデンサを構築し、キャパシタンス測定の室温における予備測定を行い、原理的に測定可能であることを確認した。それと並行して、グラジエントマグネットの動作確認を行った。今後は極低温における測定システムを構築し、実際の試料における測定をおこなう。

在这项研究中，目的是开发一种可以在极低的温度区域中精确测量数十个微克 - 级微克的磁化，直到稀释的冰柜温度（几十毫里岛）。目前，使用晶状体型超导磁体，通过电容方法改善了极低温度区域中最可靠的磁性速率测量方法，并与最近的市售膜型表面应力传感器合并，我们的目标是微观货币。样品中的磁化测量。将显微镜样品放置在门布上，并用梯度磁体在垂直方向上施加磁场梯度。结果，法拉第力量与垂直方向上样品工作的磁化成比例，并剥离了机理，并且位移量通过电容法测量。在本研究中开发的超低精度测量系统可以用无磁场样品（例如立方体到外部磁场）进行测量，并测量到稀释的冰柜温度以进行电容测量。微型样本在利用法拉第功率测量的特征时。在这个财政年度，将金蒸气保存在膜型应力传感器的背面，在可移动电极之间构建了电容器，在电容测量的室温下进行了初步测量，并且可以进行测量。原则。同时，我们检查了梯度磁铁的操作。将来，将在极低的温度下建立一个测量系统，并将在实际样品中进行测量。