基于旋轉(zhuǎn)樣品桿的脈沖強(qiáng)磁場中的電輸運(yùn)測量研究.pdf

1、強(qiáng)磁場已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)研究的重要工具之一，而脈沖強(qiáng)磁場因能提供非常高的磁場，也得到廣泛使用。高溫超導(dǎo)體、拓?fù)浣^緣體、固體費(fèi)米面、自旋電子學(xué)等是凝聚態(tài)物理學(xué)的前沿?zé)狳c(diǎn)研究問題,近年來，科學(xué)家們在不同角度的脈沖強(qiáng)磁場中對材料的電輸運(yùn)特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，得到了許多重要成果。脈沖強(qiáng)磁場中的轉(zhuǎn)角電輸運(yùn)測量對三維費(fèi)米面、超導(dǎo)體臨界場、拓?fù)浣^緣體表面態(tài)等問題的研究有著重要作用。
　　實(shí)現(xiàn)磁場角度的偏轉(zhuǎn)，依靠具有樣品旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的測量桿。通過轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)樣

2、品臺(tái)可以改變樣品與磁場間的夾角。具有樣品旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)測量系統(tǒng)，對于需要在變角度磁場中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究非常重要。樣品桿是整個(gè)測量系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，它是安裝實(shí)驗(yàn)樣品和探測線圈等測量設(shè)備的實(shí)驗(yàn)裝置，樣品桿研制的好壞直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效性和準(zhǔn)確性。然而，脈沖強(qiáng)磁場下的實(shí)驗(yàn)通常要在極低的溫度下進(jìn)行（液氮溫度為77K，液氦溫度為4.2K），并且脈沖磁體的孔徑較?。ㄍǔ?0mm-30mm），探測空間非常有限，在這樣苛刻的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下研制高性能的旋轉(zhuǎn)樣

3、品桿難度較大。
　　目前國際上所設(shè)計(jì)的兩種脈沖強(qiáng)磁場旋轉(zhuǎn)樣品桿對加工精度要求很高，樣品放置平臺(tái)較小，并且可操作性不高，實(shí)驗(yàn)測量效果并不理想。本文針對脈沖強(qiáng)磁場的特點(diǎn)，分析了測量對樣品桿的要求，提出了基于絲桿和傳動(dòng)桿相結(jié)合的新型旋轉(zhuǎn)樣品桿結(jié)構(gòu)。該樣品桿克服了傳統(tǒng)齒輪或滑輪樣品桿所占空間大、由于熱脹冷縮引起的誤差大的問題，實(shí)現(xiàn)了高精度、高可靠角度控制。完成了新型樣品桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零部件加工，針對樣品桿不同部位選擇不同的材料，最終通過組

4、裝，成功研制了一套樣品桿，同時(shí)完成了轉(zhuǎn)角的標(biāo)定工作。將研制的旋轉(zhuǎn)樣品桿應(yīng)用于電輸運(yùn)測量研究，測量得到的結(jié)果與穩(wěn)態(tài)場下的商用旋轉(zhuǎn)樣品桿的測量結(jié)果相吻合，驗(yàn)證了旋轉(zhuǎn)樣品桿的實(shí)驗(yàn)可行性。
　　本文首先概述了脈沖強(qiáng)磁場的研究背景及意義，并對目前利用磁場角度偏轉(zhuǎn)進(jìn)行的科學(xué)研究的重要成果進(jìn)行了介紹。然后，對目前國際上所使用的旋轉(zhuǎn)樣品桿的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了介紹和分析，詳細(xì)介紹了我們設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)樣品桿的設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)組成和使用說明，并對旋轉(zhuǎn)樣品桿的角度