Supraleitende Messsysteme

Basierend auf den verschiedenen Magnetkonfigurationen bietet Cryogenic eine Reihe von sogenannten Messsystemen an. Mit diesen Systemen können unterschiedliche physikalische Eigenschaften der jeweiligen Materialprobe bei verschiedenen Magnetfeldern und unterschiedlichen Temperaturen bestimmt werden. Zu den möglichen Messoptionen gehören:

    Magnetische Messungen
    Elektrische Messungen
    Thermische Messungen

Die maximal möglichen Flussdichten am Probenort liegen bei ca. 22 T (LHe-Systeme) und ca. 18 T (trockene Systeme). Die minimalen Probentemperaturen liegen, je nach Art des verwendeten Probeneinsatzes (VTI), bei ca. 1,5 K, ca. 300 mK und ca. 10 mK.

Ein solches Messsystem besteht in der Regel aus einem Basismagneten und einem separaten Messaufsatz, der an das jeweilige spezielle Mess- oder Messverfahren angepasst ist. Die Größe und Form der Basismagnete richtet sich im Wesentlichen nach dem gewünschten Magnetfeld. Der Messaufsatz ist entweder am Magneten befestigt oder steht auf einem separaten Ständer darüber. Messsysteme werden u.a. in folgenden Varianten angeboten:

Für unterschiedliche Messaufgaben bietet Cryogenic Ltd. eine Reihe angepasster Probentemperatureinsätzen (variable temperature inserts, VTI) für seine Magnete an. Neben der gewünschten Anwendung werden diese VTIs natürlich auch an den Magneten angepasst, in dem sie betrieben werden sollen. Sie lassen sich nach der niedrigsten erreichbaren Probentemperatur in 3 Kategorien einteilen.

4He VTI: Diese VTIs werden mit 4He betrieben, das über eine Düse entspannt und damit gekühlt wird. Durch Abpumpen des Dampfes können Probentemperaturen bis zu ca. 1,5 K erreicht werden. Das He wird in einem geschlossenen Kreislauf entspannt und wieder komprimiert, so dass es nicht verloren geht.

3He VTI: Diese VTIs werden mit 3He betrieben, das über eine Düse entspannt und damit gekühlt wird. Durch Abpumpen des Dampfes können Probentemperaturen bis zu ca. 300 mK erreicht werden. Das 4He wird in einem geschlossenen Kreislauf entspannt und wieder komprimiert, so dass es nicht verloren geht. Dies ist sehr wichtig, da 4He sehr teuer ist.

Entmischungs-Kryostate (DR): Diese Einsätze werden mit einer Mischung aus 3He und 4He betrieben. Die niedrigsten erreichbaren Probentemperaturen liegen bei etwa 10 mK.

Für unterschiedliche Messaufgaben steht eine Reihe von unterschiedlichen Probenhaltern zur Verfügung. In Verbindung mit einem entsprechend konfigurierten Probenstab ermöglichen diese Halter sowohl das einfache Einbringen der Probe in den Magneten, als auch deren elektrische Kontaktierung und ggf. deren Bewegung relativ zum Magnetfeld.