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Kapitel 3. Experimenteller Aufbau
SC-T48B-M). Niob-Titan ist ein Typ-II-Supraleiter, welcher eine Sprungtemperatur
von T c = 9, 2 K aufweist [121]. Abbildung 3.7 zeigt die Änderung des elektrischen
Widerstandes der Hochfeldspulen (—) sowie der Niederfeldspulen (—) beim Herunterkühlen
des Kryostaten. Deutlich ist der lineare Abfall des elektrischen Widerstandes
in der normalleitenden Phase aufgrund abnehmender Streuprozesse innerhalb
der Kupfermatrix zu erkennen. Im Bereich kryogener Temperaturen geht
die Abhängigkeit in einen horizontalen Verlauf über. Die mittlere freie Weglänge
der Leitungselektronen ist dann lediglich durch Materialunreinheiten begrenzt.
Bei einer Temperatur von ca. 9 K findet schließlich der Übergang in die supraleitende
Phase statt (s. Detailansicht). Typische Temperaturen beim Betrieb des
Experiments liegen bei ca. 4 K, so dass die Bedingungen für die Supraleitung gut
erfüllt sind.
Feldverteilung
Um die Homogenität des durch die zueinander orthogonalen Spulenpaare erzeugten
statischen Magnetfeldes abzuschätzen, wurden numerische Simulationen der
Feldverteilungen durchgeführt. Eine direkte und umfassende Messung mittels einer
Hallsonde ist aufgrund der räumlich begrenzten Verhältnisse innerhalb des
geschlossenen Kryostaten und bei laufendem Betrieb nur sehr schwer möglich.
y-Achse [mm]
15
10
5
0
-5
-10
-15
-15 -10 -5 0 5 10 15
x-Achse [mm]
Magnetische Flussdichte B y [G]
1864
1862
1858
1854
1850
1848
-2 -1
0 1 2
y-Achse [mm]
x = 0 mm
x = 0,5 mm
x = 1 mm
x = 1,5 mm
x = 2 mm
x = 2,5 mm
∅ NW ≈ 200µm
Abbildung 3.8: Simulation des Magnetfeldes, das durch das kleinste Spulenpaar in Hochfeldkonfiguration
erzeugt wird. Links: Normierte Flussdichte in der Schnittebene senkrecht
zur Strahlachse (oranger Punkt) und zentrisch zum Kristall (grauer Bereich). Rechts: Vertikale
Schnitte der y-Komponente der magnetischen Flussdichte B in horizontalen Abständen
von ∆ x = 0, 5 mm (s. links). Der orange Bereich markiert die Breite des Nachweisstrahls
(∅ N ≈ 200 µm) im Zentrum des Kristalls.
Abbildung 3.8 zeigt exemplarisch eine Simulation des Magnetfeldes, welches
durch das kleinste Hochfeldspulenpaar (r = 9, 6 mm, N = 210) bei einer Stromstärke
von I = 10 A erzeugt wird. Links ist die normierte Flussdichte in der x-y-Ebene
dargestellt. Die beiden oberen bzw. die beiden unteren Quadrate skizzieren dabei
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