Laboratorium Zaawansowanych Materiałów Magnetycznych i Nadprzewodnictwa

Optyczny kriostat przepływowy (z okienkami) i elektromagnes z zasilaczem

sfinalizowano zakup i uruchomionow griudnu 2010 r., koszt 372 740 PLN brutto. Kontakt: dr hab. Zbigniew Tomkowicz, e-mail: z.tomkowicz@uj.edu.pl

Optyczny kriostat przepływowy (z okienkami) i elektromagnes z zasilaczem wchodzą w skład zestawu badawczego służącego do pomiarów magnetooporu w funkcji temperatury w obecności wiązki światła. Po adaptacji zestaw może być również wykorzystany do obserwacji domen magnetycznych. Możliwości pomiarowe: zakres temperatur od 1.5 do 300 K, zakres pól magnetycznych do 1.5 T, dwa kierunki wiązki optycznej – równoległy i prostopadły do pola magnetycznego.

Spektrometr do badań magnetycznego dichroizmu kołowego

Sfinalizowano zakup i uruchomiono w grudniu 2010 r., koszt 321 321.57 PLN brutto. Kontakt: dr hab. Zbigniew Tomkowicz, e-mail: z.tomkowicz@uj.edu.pl

Spektrometr J815 firmy Jasco wchodzi w skład układu do badań magnetycznego dichroizmu kołowego (MCD). Spektrometr ten współpracuje w zestawie z magnetooptycznym kriostatem firmy Oxford Instruments wyposażonym w magnes nadprzewodzący generujący podłużne pole magnetyczne o indukcji do 10 Tesli. Zakres długości fal wynosi 163 - 1100 nm, zakres temperatur 1.5 - 300 K. Spektroskopia MCD szczególnie nadaje się do badania właściwości magnetycznych  substancji molekularnych, w tym kompleksów metali przejściowych i metaloenzymów (a ściślej ich centrów aktywnych) i tym różni się od innych bardziej znanych metod (takich jak magnetometria SQUID, czy EPR), że próbkuje nie tylko stany podstawowe ale i wzbudzone. Możliwy jest pomiar orbitalnych momentów magnetycznych oraz dużych wartości (powyżej 100 cm-1) przerwy energetycznej między stanem podstawowym a najbliższymi stanami wzbudzonymi.

Układ do badania własnosci magneto-transportowych i kalorymetrycznych w bardzo niskich temperaturach (Quantum Design)

Uruchomiono w grudniu 2010 r., koszt 1 389 436 zł brutto. dr hab. Michał Rams, e-mail: m.rams@uj.edu.pl

Aparatura ta oparta jest o system PPMS firmy Quantum Design wyposażony w magnes nadprzewodzący i opcję chłodzenia przy użyciu Helu-3. W ten sposób możliwe jest otrzymywanie w komorze próbki temperatur od 400 K do poniżej 0.4 K, oraz pól magnetycznych do 9 Tesli. Stabilność temperatury wynosi 0.02% powyżej 10 K i 0.05% przy 1 K. Przy użyciu tej aparatury możliwe jest wykonywanie pomiarów: 1) pojemności cieplnej próbek o masach rzędu 1-50mg metodą relaksacyjną; po przygotowaniu próbki pomiary są zautomatyzowane, typowy pomiar kilkudziesięciu punktów w zakresie 2-300 K trwa około dobę, wraz ze wstępnym pomiarem sygnału od mocowania próbki; 2) oporu właściwego metodą czterokontaktową, zakres prądów 50nA–5mA, precyzja 0.01%, poziom szumów napięcia 10nV/Hz. Układ ten nadaje się też do kalibracji termometrów oporowych w zakresie 0.35-400 K. Aparatura wymaga używania ciekłego helu, zużycie wynosi od 4 do 8 litrów na dobę, w zależności od wykonywanych pomiarów.


Wielofunkcyjny system pomiarowy fizycznych parametrów nowoczesnych materiałów (ang. PPMS,  producent: Quantum Design (USA))

Zakupiono i uruchomiono w sierpniu 2010 r., koszt 502 640 EUR (2 371 070 zł PLN brutto). Kontakt: dr hab. Stanisław Baran, e-mail: stanislaw.baran@uj.edu.pl,
prof. dr hab. Kazimierz Łątka, e-mail: uflatka@cyf-kr.edu.pl, prof. dr hab. Andrzej Szytuła, e-mail: andrzej.szytula@uj.edu.pl

Aparatura przeznaczona jest do określenia następujących własności fizycznych:

  • magnetycznych (podatności magnetycznej, namagnesowania),
  • transportowych (przewodnictwa elektrycznego, cieplnego),
  • termicznych (ciepła właściwego)

w przedziale temperatur 1.9 – 400 K oraz w zewnętrznym polu magnetycznym o indukcji do 9 T.

Zestaw aparaturowy obejmuje:

  • kriostat na ciekły hel z zamontowanym magnesem nadprzewodzącym, wytwarzającym podłużne pole magnetyczne,
  • sondy pomiarowe do pomiaru wyżej wymienionych wielkości fizycznych,
  • jednostkę centralną sterującą układem,
  • mikroskraplarkę firmy CRYOMECH umożliwiającą ciągłą pracę,
  • zestaw pompowniczy umożliwiający uzyskanie wysokiej próżni niezbędnej do przeprowadzenia pomiarów.
Aparatura charakteryzuje się dużą czułością, przykładowo:
  • ciepło właściwe 10 nJ/K w T = 2 K
  • moment magnetyczny (ac): 2∙10-8 emu
  • opór elektryczny (ac): 1 nΩ

Pomiary przeprowadzone przy pomocy wyżej wymienionych technik pomiarowych umożliwiają podanie pełnej informacji o własnościach badanego materiału.

Waga magnetyczna typu Faradaya z kriostatem

Zakupiono i uruchomiono w grudniu 2009 r., koszt 235 408,72 PLN brutto, Kontakt: dr hab. Zbigniew Tomkowicz, e-mail: z.tomkowicz@uj.edu.pl

Waga magnetyczna typu Faradaya z kriostatem jest urządzeniem służącym do pomiaru podatności magnetycznej ciał stałych i ciekłych w zakresie temperatur od 3.0 K (zakres pola do 1 T) do 500 K (zakres pola do 2 T). Urządzenie może być uruchomione bez ciekłego helu, z możliwością nie przesuwania próbki w celu centrowania, jak w standardowym SQUIDzie. Zasada działania opiera się na pomiarze siły działającej na próbkę zawieszoną w niejednorodnym polu magnetycznym. Dokładność ważenia wynosi 0.1 μg. Mechanizm wagi znajduje się w termostatowanej głowicy, co znacznie zmniejsza dryf temperaturowy.  Do pomiaru w temperaturach wyższych od pokojowej używany jest piecyk, a do pomiaru w temperaturach niższych kriostat przepływowy. Kriostat posiada okienko do zbadania czy próbka wykazuje efekt fotomagnetyczny. Na zdjęciu widoczna jest całość urządzenia wraz z potrzebnym oprzyrządowaniem.
W Pracowni badane są właściwości magnetyczne nisko wymiarowych, wolno relaksujących magnetyków, w tym materiałów ważnych biologicznie, jak np. centra aktywne metaloenzymów.