SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) Magnetometer

Das S700X SQUID-Magnetometer ist das empfindlichste Instrument für DC- und AC-Messungen der magnetischen Eigenschaften von Materialproben als Funktion des Magnetfeldes und der Temperatur. Der SQUID-Sensor als Kern des Systems hat eine Rauschleistungsempfindlichkeit von etwa 10-30 Joule/Wurzel(Hz). Diese Empfindlichkeit ist zwei Größenordnungen besser als bei jedem Halbleitersystem und ermöglicht die Messung extrem kleiner magnetischer Signale mit großer Genauigkeit und hoher Geschwindigkeit.

Das S700X verfügt über mehrere Betriebsmöglichkeiten. Die am häufigsten verwendete ist die Messung des gesamten magnetischen Moments, die durch Bewegen der Probe durch einen Satz von Pick-up-Spulen erfolgt. Während der Messung werden die Probentemperatur und das angelegte Magnetfeld genau geregelt. Die für die Pick-up-Spulen verwendete Gradiometerkonfiguration zweiter Ordnung ist unempfindlich gegen das von außen angelegte Feld, ermöglicht aber eine einfache Auflösung von Proben mit 10-11 Am² Gesamtmoment.

Die verwendeten supraleitenden Magnete werden unter Verwendung eines kupferstabilisierten Supraleiters aus Drähten gewickelt. Diese Spule wird dann mit Epoxidharz vakuumimprägniert und bildet damit eine Kompositstruktur mit ausgezeichneter mechanischer Festigkeit und elektrischer Isolierung. Der Pickup-Spulensatz ist als Teil der Magnetstruktur ausgebildet.

Eine eingebaute magnetische Abschirmung aus µ-Metall reduziert das Erdfeld und sorgt für eine Probenumgebung von typischerweise 10 Milligauss. Die Kombination dieser beiden Eigenschaften mit der Niedrigstrom-Option ermöglicht genaue Messungen im Bereich von 10 Milligauss bis 150 Gauss.

Das System verfügt außerdem über eine in den Kryostaten eingebaute magnetische Komplettabschirmung, um das Messsystem vor äußeren Einflüssen zu schützen und ein Hintergrundfeld von typischerweise 100 µT am Probenmesspunkt zu gewährleisten.