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 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