Współczesna fizyka, czyli eksperymenty w warunkach ekstremalnych

W miarę postępu nauki oraz technologii mamy możliwość badania coraz to nowych, niezwykłych zjawisk. Badając obszary i obiekty wcześniej niedostępne poznajemy fascynujące, niepoznane fenomeny.
Chcąc mierzyć nieznane zjawiska, nierzadko trzeba przeprowadzać eksperymenty w warunkach ekstremalnych. Dlatego też w fizyce ciała stałego tak istotne są możliwości budowanych układów eksperymentalnych.

Do ciekawych badań wykorzystujemy ekstremalne warunki pomiarowe:
- (ultra)niskie temperatury (do 17 mK)
- pomiar prądu z precyzją do kilku fA!)
- silne pole magnetyczne - 18 T!
- pomiar próbek o oporach rzędu GΩ
- pomiary pojemnościowe
- insert VTI pozwalający na pomiary w temperaturach T: 2K - 450K
- wysoka stabilizacja temperatury - z dokładnością nawet do 0.001K
- pomiary metodami AC i DC

WYBRANE UKŁADY POMIAROWE:

Pomiary szumowe Zazwyczaj fizycy starają się wyeliminować w doświadczeniu wszelkie szumy, podczas gdy sposób szumienia zależy od badanej próbki. Czemu więc usuwać cenne informacje? Układ do badań szumowych umożliwia pomiary fluktuacji prądu i napięcia w czasie: - duża gęstość próbkowania. - pomiary w szerokim zakresie częstości

Komora ciśnieniowa Ściskając próbkę możemy zmieniać jej właściwości (zmieniając wewnętrzne naprężenia, odległości między atomami), przez co zaglądamy w niedostępne innymi środkami obszary fizyki. - uzyskiwanie ciśnień do 1.5 GPa. (takie ciśnienie panowałoby 150'000m pod wodą; najgłębsze miejsce w oceanie spokojnym, Rów Mariański na Pacyfiku, ma tylko 11'022m). - ciśnienie hydrostatyczne, czyli równomiernie ściskające ze wszystkich stron - nie wprowadza niechcianych dodatkowych deformacj próbki. - nieprzewodzące medium - ciecz przenosząca ciśnienie jest nieprzewodząca, dzięki czemu możliwe są pomiary transportowe.

Bardzo niskie temperatury chłodziarka rozcieńczalnikowa: - pomiar w temperaturach T≤15mK - nowa cewka nadprzewodząca 16-18T - mała cewka do 14T - układ po pomiarów temperaturowych (VTI = variable temperature inset)

Pracownia litografii Z punktu widzenia badań transportowych istotne jest dobre zdefiniowanie geometrii badanej próbki. - wykonywanie hallbarów różnej szerokości/długości. - szerokość kontaktów od 20μm - profilometr umożliwia badanie/sprawdzanie otrzymanych struktur (na zdjęciu po prawej maska wykorzystywana w procenie litograficznym)