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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18681/
• 关键词: 磁化測定; 希釈冷凍機温度; 磁場勾配; ファラデー力; メンブレン; キャパシタンス測定; 微小単結晶; 磁気トルク; 微小試料; 磁化測定; 希釈冷凍機温度; 磁場勾配; ファラデー力; メンブレン; キャパシタンス測定; 微小単結晶; 磁気トルク; 微小試料

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。

这项研究旨在开发一种设备，该设备允许精确测量低温区域中微量图的微小晶体样品的磁化，直至稀释的冰箱温度（米克氏菌）。该公司已使用梯度超导磁铁的电容方法改进了法拉第力量测量，这是目前最可靠的方法，用于测量极度低温区域的磁敏感性，并旨在实现与微观单晶样品在与膜表面压力传感器联合使用的磁化测量中，该方法近期已与Membrane-type Surge-Typer-Type-Typer-Typer unsormernon nod Onsoccorsor上均可使用。将显微镜单晶样品放在膜上，并使用梯度磁体沿垂直方向施加磁场梯度。结果，与样品的磁化成正比的法拉第力垂直起作用，导致膜偏转，并通过电容法测量其位移量。这项研究中开发的超级基因生成精确的磁化测量系统旨在利用法拉第力量测量的特征来测量微型样本，这意味着可以在没有磁化的各向异性的样品上进行测量，例如诸如立方体的磁性磁场，因为它可以梯度升至外部磁场，并且可以测量效果量的效果，并且均可进行效果的效果。今年，在膜型应力传感器的背面进行了金沉积，在电动电极之间构建了电容器，并在室温下进行了初步测量以进行电容测量，以确认可以原则上的测量。同时，检查了梯度磁铁以查看其工作原理。将来，我们将在极低的温度下建立一个测量系统，并对实际样品进行测量。