Phép đo điện trở được tiến hành trên các mẫu bằng phương pháp bốn mũi dò
tại Bộ môn vật lý Nhiệt độ thấp. Nguyên lý phép đo được mô tả như sau:
Bốn mũi dò được mạ vàng để tiếp xúc tốt, đặt thẳng hàng trên bề mặt mẫu. Nguồn 12V từ ắc quy nối với điện trở chuẩn RF rồi đưa vào các mũi dò 1 và 4. Tín hiệu thế lấy ra từ 2 đầu 2 và 3 được đưa vào kênh 101 của Keithley. Tín hiệu thế từ hai đầu điện trở đưa vào kênh 103 của Keithley. Một đầu cặp nhiệt điện được đưa vào buồng mẫu để xác định nhiệt độ của mẫu. Tín hiệu điện được đưa vào Keithley thông qua kênh 102.
Điều khiển động cơ Nguồn phát Khuyếch đại Lock - in Cuộn dây thu tín hiệu Nam ch âm đi ện Thiết bị rung Mẫu Mô tơ bước Bộ điều khiển quay
Những số liệu Keithley được số hóa rồi gửi sang máy tính qua Card IEE – 488. Máy tính với chương trình lập sẵn sẽ tự động ghi nhận số liệu và vẽ đồ thị phụ thuộc vào nhiệt độ của điện trở. Điện trở của mẫu được tính theo công thức:
F F R V V R (2.2)
Trong đó R, RF là điện trở của mẫu và điện trở chuẩn, V và VF là hiệu điện thế trên hai đầu 2 và 3 và trên hai đầu của điện trở chuẩn.
Sơ đồ chi tiết của hệ đo điện trở bằng phương pháp bốn mũi dò được trình bày trên hình 2.6.
Hình 2.6. Sơ đồ chi tiết hệ đo điện trở bằng phương pháp bốn mũi dò.
2.2.5. Hiệu ứng từ nhiệt.
Trong nghiên cứu về các vật liệu có hiệu ứng từ nhiệt lớn, có thể có nhiều cách khác nhau để xác định tính chất của hiệu ứng này và có 2 cách được dùng phổ biến:
- Đo trực tiếp:
Mẫu cần đo được đặt vào buồng cách nhiệt và có thể điều khiển nhiệt độ, tiếp xúc với cảm biến nhiệt độ. Đặt từ trường vào để từ hóa và khử từ mẫu đo, cảm biến nhiệt độ sẽ ghi lại trực tiếp sự biến đổi nhiệt độ của vật liệu. Cách này cho trực tiếp biến thiên nhiệt độ đoạn nhiệt Tad nhưng khó thực hiện hơn do phải tạo cho vật không có sự trao đổi nhiệt trong quá trình đo.
- Đo gián tiếp:
Là cách đo được dùng phổ biến nhất, tức là người ta xác định biến thiên entropy từ Sm từ đó xác định biến thiên nhiệt độ đoạn nhiệt. Cách này có độ chính xác không cao, nhưng lại dễ tiến hành nên được dùng phổ biến nhất. Cách thức của
phép đo dựa trên biểu thức (1.5). Trong đó max
0
H
MdH chính là diện tích đường cong
chắn dưới đường cong từ hóa M(H). Như vậy, để đo biến thiên entropy từ, ta chỉ việc đo một loạt các đường cong từ hóa đẳng nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau, xác định diện tích chắn bởi đường cong và biến thiên entropy từ là hiệu các diện tích liên tiếp chia cho biến thiên nhiệt độ.
* Một số phương pháp xác định hiệu ứng từ nhiệt:
Hiệu ứng từ nhiệt có thể xác định được theo 3 phương pháp cơ bản sau đây: - Phương pháp đo trực tiếp sự thay đổi nhiệt độ T gây ra do sự thay đổi từ trường ngoài H ở các nhiệt độ khác nhau. Phương pháp này yêu cầu mẫu cần phải được cách nhiệt tuyệt đối với môi trường bên ngoài.
- Phương pháp đo từ độ theo từ trường tại các nhiệt độ khác nhau (đo các đường cong từ hóa đẳng nhiệt) để xác định hiệu ứng từ nhiệt, tức là xác định sự biến thiên entropy từ cực đại max
mag S
tại các nhiệt độ T khác nhau khi từ trường tác
dụng thay đổi. Trong phương pháp này max
mag S
được tính gần đúng theo công thức dưới đây: M T H M T H dH T S H i i mag 0 1 max , , 1 (2.3)
Trong đó T = Ti+1 + Ti là hiệu giá trị nhiệt độ của hai đường cong từ hóa đẳng nhiệt liên tiếp nhau.
Sự biến thiên entropy từ max
mag S (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
có thể gián tiếp nhận được sự thay đổi nhiệt độ T trong sự biến thiên từ trường tác dụng theo phương trình (1.6).
- Phương pháp đo trực tiếp sự thay đổi nhiệt độ T thông qua phép đo nhiệt dung CH,P trong từ trường cao và trong một dải nhiệt độ đủ rộng. Tuy nhiên phương pháp này khá phức tạp vì phải xác định chính xác nhiệt dung của hệ vật liệu.