DIPLOMAMUNKA Matus Péter - MTA SzFKI

segítségével és a mérési frekvencia pontos beállításával a kívánt precíz illesztés elérhető,
amit egy Hewlett-Packard gyártmányú vektor-voltmérővel ellenőriztünk. A detektált jelet
szintén a jobb jel/zaj viszony érdekében egy, a mérőfej és a receiver közé helyeztt,
igen kis zajszintű (30 nV/Hz 12 ), gyors feléledési idejű(1µs) DOTY LN-2M előerősítővel
erősítettük.
50Ω
C 1
C 2 L
4.2 ábra. A mérőfej elektromos helyettesítő képe
4.4 Kriotechnika
Kísérleti elrendezésünk szintén lényeges eleme a hűtőrendszer, amely segítségével tudunk
a szobahőmérséklettől eltérőhőmérsékleteken mérni. Ehhez egy Oxford gyártmányú,
a (4.3) ábrán látható kriosztátot használtunk. A hűtést a mintatéren átfolyó gázárammal
(He ill. N 2
) valósítottuk meg. Az elérhető legalacsonyabb, de még viszonylag könnyen
stabilizálható hőmérséklet nitrogén esetén 80 K, hélium használatával kb. 20 K volt. A
gazdasági szempontok messzemenő figyelembevételével csak a nitrogén forráspontjánál
alacsonyabb hőmérsékleteken használtunk a hűtéshez héliumot, bár azzal a hőmérsékletstabilizálás
sokkal könnyebb feladat lett volna.
A minta hűtése úgy történt, hogy egy speciális transzfercsövet (Oxford GFS 650) csatlakoztattunk
a kriosztát erre szolgáló részéhez, míg a cső másik, a gázáram szabályozás
céljából tűszeleppel is ellátott vége a hűtőgáz-tartályba merült. A mintatérbe kerülő gázt
szintén a transzfercső vezeti el, így magát a csövet is hűti, ezért ezzel a megoldással nagyon
kedvező fogyasztás érhető el. Szintén a jobb hűtés érdekében a kriosztát és a transzfercső
külső köpenyét a hűtés megkezdése előtt vákuum alá helyeztük. A gázelvezetéshez
egy olajmentes membránszivattyű is csatlakozik (Oxford GF3), amelynek az a feladata,
hogy a folyamatos gázáramot biztosítsa a mintatérben. A rendszerünk tartalmaz gázáramszabályzó
ill. mérő egységet, amelynek segítségével manuálisan befolyásolhatjuk a hűtés
sebességét illetve a mérésünk hőmérsékletét.
Mielőtt a gázáram a mintatérbe kerülne, előtte egy kapillárison keresztül nagy hőtehetetlenséggel
rendelkező tömbön halad át. Ebben van elhelyezve a hőmérséklet méréséhez
szükséges szenzor és a fűtőszál, ami a hőmérsékletszabályozás nélkülözhetetlen eszköze.
A kriosztát ábráján látjuk, hogy a minta e tömb felett helyezkedik el, így nagyon kell arra
ügyelni, hogy ne legyen túl erős a gázáram vagy túl nagy a fűtés, mert ekkor hőmérsékletgradiens
lép fel a rendszerben, és a minta hőmérséklete komoly mértékben (akár 10 K-
nel is) eltérhet a kijelzett értéktől. A jövőben ezt a problémát szeretnénk kiküszöbölni a
28