Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

MAGNETO- OPTICAL IMAGING ved Superledning-laboratoriet Fysisk institutt Universitetet i Oslo Kontakt: Prof. Tom H. Johansen Tlf:

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "MAGNETO- OPTICAL IMAGING ved Superledning-laboratoriet Fysisk institutt Universitetet i Oslo Kontakt: Prof. Tom H. Johansen Tlf:"— Utskrift av presentasjonen:

1 MAGNETO- OPTICAL IMAGING ved Superledning-laboratoriet Fysisk institutt Universitetet i Oslo Kontakt: Prof. Tom H. Johansen Tlf: Fax: Magneto-Optical Imaging Våre øyne er ikke i stand til å ”se magnetisme”. F.eks. kan man ikke visuelt avgjøre om et stykke jern er magnetisert eller ikke. Magneto-optical (MO) imaging er en metode som på enkelt vis lar oss avbilde magnetfelt både fra magnetiske materialer og fra elektriske strømmer. Metoden Metoden er basert på at visse krystaller reagerer på magnetfelt ved at polarisert lys* som passerer gjennom krystallen forandrer polarisasjons retning. Effekten kalles Faraday rotasjon: Som Faraday-aktiv krystall benytter vi yttrium-jern- granat (YIG) med tilsetninger av bismut og lutetium. Krystallen er mm tykk, og er grodd med LPE- teknikk på et gjennomsiktig substrat. For magnetfelt-avbildning legges et speil på MO- krystallen slik at gjennomgående lys blir reflektert og får dermed doblet sin Faraday rotasjon. Lyset passerer aller først en polarisator, blir så dirigert ned gjennom MO-krystallen og blir Faraday rotert, og passerer til slutt en ny polarisator som blokkerer for u- rotert lys. Kontrasten i MO-bilder er en direkte avbildning av magnetfeltet der MO-krystallen plasseres, og - sterkt magnetfelt gir høy lys-intensitet, mens - svakt magnetfelt gir mørkt i bildet. Magnetkort Magnetkort & MO-krystall Til høyre: Bilde av magnetisk lagret informasjon skjult i den svarte stripen på kortet. _________________ *polarisert lys: Når lys passerer gjennom en polarisator er det etterpå beskrevet med én svingeretning.

2 Superledere den elektriske motstand er null, og der magnetfelt stenges ute (perfekt diamagnetisme) Figuren over viser vårt system for MO-imaging av superledere, som i tillegg til optikk også krever et system for nedkjøling av prøvene. Til det har vi en kryostat (prøveholder) der flytende helium sørger for nedkjøling, og der prøven sitter montert på en ”kald finger” i vakum. Et vindu i kryostaten gir innsyn rett på MO-krystallen, som ligger løst plassert oppå superlederen. Ved å sende strøm i en spole kan vi kontrollere et ytre magnetfelt. Systemet gir - synlige magnetiske detaljer ned til mm - øyeblikkelig tidsrespons - magnetfelt-oppløsning = 0.1 Gauss - temperaturer ned til 5 K ( -268 °C) Sentrale egenskaper til superledere av forskjellig slag studeres ved å avbilde hvordan de reagerer på magnetfelt ved ulike temperaturer. På MO-bildet til venstre seer man omrisset av super- lederen ved at utestengt magnetfelt danner en lys rand (”aura”) rundt prøven. Det mørke området i midten viser hvor superlederen klarer å skjerme seg full- stendig imot det ytre feltet. Strømførende ledninger uten elektrisk motstand er laget av forbindelsen Bi-Sr-Ca-Cu-O. Superlederen ligger her innkapslet i sølv og er derfor ikke til- gjengelig for inspeksjon. Med MO-imaging kan vi allikevel observere den superledende kjernen fordi sølv = umagnetisk og dermed usynlig. Bit av en superledende ledning formet som et 3 mm bredt bånd. Ved MO-imaging kan MO-krystallen legges ovenpå sølvet. Ovenfor sees et MO-bilde av en BiSrCaCuO ledning. Bildet viser en fin-struktur (kornethet), som bl.a. skyl- des at materialet er blitt formet ved valsing. Det ligger en stor utfordring i å forbedre de relativt svake elek- triske forbindelsene mellom kornene. Allikevel kan denne type ledninger idag transportere 250 A/mm 2 ved flytende nitrogen temperatur. Senkes temperaturen ytterligere øker kapasiteten dramatisk. Over: MO-bilde av en kvadratisk Y-Ba-Cu-O superleder. Superledere er materialer der; I 75 år etter oppdagelsen av superledning (1911) var disse eksotiske egenskaper skjult i dypet av tempera- turer under -250°C. I 1986 ble så det samme fenomen oppdaget i en helt ny type materialer; de såkalte høy- temperatur superledere. Der opptrer nå superledning ”helt opp” til -137°C, dvs. at flytende luft eller nitro- gen gir tilstrekkelig avkjøling. Oppdagelsen har ført til en voldsom forsknings-aktivitet, og snarlige tekno- logiske gjennombrudd forventes på en rekke områder, som bl.a. I dette FoU-arbeidet er MO-imaging en meget attraktiv metode for både kvalitative og kvantitative analyser. Vår gruppe er blant de ledende i verden på bruk av MO-imaging. - transport av elektrisk kraft uten energitap - mekaniske lagringer uten friksjon og slitasje - permanent-magneter 30 ganger sterkere enn idag - elektroniske komponenter med helt nye egenskaper Ansatte ved laboratoriet: Prof. T.H. Johansen 1.aman. M. Baziljevich Prof. Y. Galperin Post.doc. H. Hauglin Tekniker: B. Berling Vår aktivitet støttes finansielt av Norges Forskningsråd


Laste ned ppt "MAGNETO- OPTICAL IMAGING ved Superledning-laboratoriet Fysisk institutt Universitetet i Oslo Kontakt: Prof. Tom H. Johansen Tlf:"

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google