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脉冲强磁场下电输运测试系统研究

作　者: 曾凡荣
导　师: 夏正才；袁松柳
学　校: 华中科技大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 脉冲强磁场电输运样品杆噪音 La0.5Ca0.5MnO3
分类号: TB302
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 74次
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内容摘要

本文从温度控制、磁场测量、电输运测量等方面展开,对脉冲强磁场下的电输运测试系统进行了较全面和深入的研究。对La_0.5Ca_0.5MnO₃的电输运行为研究表明直流电输运测试系统可以成功用于研究磁性材料的电输运行为,但在测量微弱信号时,还存在一定的噪音。对交流电输运测试系统从测量原理到系统构建、以及信号处理等作了较细致的分析。论文主要内容如下:第一、介绍了脉冲强磁场在国内外的发展,及其在材料科学中的应用。并对华中科技大学的脉冲强磁场的电输运实验环境（平台）作了简单描述。特别是针对脉冲实验中低信噪比问题提出了相应的解决方法。第二、重点讲述脉冲强磁场实验室中电输运实验系统。包括脉冲强磁场下的电输运测量原理及特点、电输运样品杆及配套的信号采集和信号处理系统、温度控制系统。第三、介绍感应法（pick-up线圈法）测量脉冲磁体的磁场强度,并对磁场的标定问题进行了讨论。实验表明:两次相同放电电压下测量磁场的不确定度仅为0.4%,pick-up线圈有效面积的标定误差达6%。第四、介绍直流电输运测试系统,通过测量La_0.5Ca_0.5MnO₃在不同激发电流下的阻温关系及电阻随磁场的变化关系对其电输运行为进行了深入的讨论,结果显示La_0.5Ca_0.5MnO₃中存在一级相变及绝缘体-金属转变,激发电流对电荷有序相有抑制作用。第五、介绍交流电输运测试系统,并对锁相放大器在该系统中的使用及参数设置进行了认真的分析。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-28
  1.1 脉冲磁体技术及发展  9-11
  1.2 脉冲强磁场在材料科学中的应用  11-14
    1.2.1 强磁场下的高温超导体研究  11
    1.2.2 强磁场下费米面性质研究  11-12
    1.2.3 Wigner 结晶  12-13
    1.2.4 磁场诱导的相变  13-14
    1.2.5 强磁场下的纳米材料  14
  1.3 脉冲强磁场实验技术  14-15
  1.4 脉冲强磁场实验室的基础设施  15-20
    1.4.1 脉冲磁体  16-17
    1.4.2 脉冲电源  17-18
    1.4.3 低温系统  18-19
    1.4.4 监控系统  19-20
  1.5 脉冲强磁场实验中的噪音问题  20-27
    1.5.1 增大信号  20-21
    1.5.2 本征噪音  21-22
    1.5.3 非本征噪音  22-27
  1.6 论文的选题构想和论文结构  27-28
2 脉冲强磁场电输运实验系统  28-44
  2.1 脉冲强磁场中的电输运测量  28-31
  2.2 脉冲强磁场下电输运样品杆研制  31-33
  2.3 脉冲强磁场下的电输运测量装置  33-35
  2.4 温度控制  35-43
    2.4.1 控制环  35-38
    2.4.2 闭环控制  38-42
    2.4.3 开环控制  42-43
    2.4.4 内部程序控制  43
  2.5 本章小结  43-44
3 脉冲强磁场测量  44-50
  3.1 Pick-up 线圈法测量脉冲强磁场强度  44-46
  3.2 Pick-up 线圈标定  46-49
    3.2.1 核磁共振法  46-47
    3.2.2 特值法  47
    3.2.3 标准磁体法  47-49
  3.3 本章小结  49-50
4 直流电输运测试系统  50-58
  4.1 直流电输运测量  50-52
  4.2 La_(0.5)Ca_(0.5)MnO_3的直流电输运测量研究  52-57
    4.2.1 La_(0.5)Ca_(0.5)MnO_3 的制备及其热输运性质  54-55
    4.2.2 La_(0.5)Ca_(0.5)MnO_3 的电输运性质  55-57
  4.3 本章小结  57-58
5 交流电输运测试系统  58-73
  5.1 数字信号处理  62
  5.2 脉冲强磁场交流电输运测量系统  62-63
  5.3 锁相放大器在交流电输运测量中的使用及设置  63-72
    5.3.1 锁相放大器的测量原理  64-65
    5.3.2 信号输入连接  65-66
    5.3.3 参考信号  66-68
    5.3.4 激发频率  68-69
    5.3.5 灵敏度、斜坡率、动态保留、时间常数  69-72
  5.4 本章小结  72-73
6 结论  73-74
致谢  74-80
附录Ⅰ硕士期间发表文章清单  80

脉冲强磁场下电输运测试系统研究

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