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Entwicklung eins SQUID Messaufbaus für die Messung magnetischer Quadrupole

Im Vortrag wird die Realisierung eines neuartigen SQUID-Aufbaus, mit dem Quadrupolfelder von Antiferromagneten in magnetisch geschirmten Räumen erfolgreich gemessen werden können, vorgestellt. In einem theoretischen Teil wird die makroskopische Näherungsmethode des magnetischen Quadrupolfelds von Cr2O3 im Sinne von Dzyaloshinskii präsentiert und es wird gezeigt, dass eine monodomänige Kristallprobe von Cr2O3 kein Dipolfeld, aber jedoch ein Quadrupolfeld besitzt. Für kugelförmige Proben kann ein analytischer Ausdruck relativ einfach gefunden werden. Für allgemeine Probengeometrien ist dies nicht der Fall, weshalb auf Simulationsmethoden zurückgegriffen wird. Mit Hilfe des Vektorpotentials vom Quadrupolfeld in kartesischen Koordinaten und einer kommerziellen Software, welche die Methode der finiten Elemente verwendet, wird eine Simulationsmethode für eine Vielzahl von Geometrien vorgestellt und insbesondere für sowohl eine kugelförmige, als auch eine würfelförmige Probe ausgeführt. Darauf werden die bisherigen Messungen von magnetischen Quadrupolen betrachtet und die Anforderungen an einem diesbezüglichen Messaufbau zusammengefasst.

Es wird ein neu gebauter Messaufbau vorgestellt. Dieser besteht aus einem speziell hergestellten Pro-benstab in dem sich die innere Probenumgebung befindet. Zur Probenbewegung wurde ein mechanischer Antrieb aus Kunststoff gebaut sowie eine nichtmetallische Lichtschrankenlösung zur Positions-erfassung des Probenhalters entwickelt. Der Probenstab befindet sich bei Messungen in einem Glasfaserkryostaten mit flüssigem Helium, der in einem magnetisch geschirmten Raum aufgestellt wird. Die innere Probenumgebung ist mit einer zusätzlichen supraleitenden Schirmung aus Blei ausgestattet. Anhand der Kalibrationsdaten wird festgestellt, dass der Messaufbau eine magnetische Feldauflösung im fT-Bereich besitzt. Es werden Messergebnisse für antiferromagnetisches Cr2O3 vorgestellt. Die quadru-polartige Natur der Nettomagnetisierung kann sowohl qualitativ, als auch quantitativ bestätigt werden. Zusätzlich wird eine vielversprechende Testmessung an einer antiferromagnetischen Spiralstruktur vorgestellt.

 

 

Zu diesem Kolloquium sind alle Interessenten herzlich eingeladen!