Chƣơng 2 : CHẾ TẠO MẪU VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP
2.2 Các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
2.2.2 Nghiên cứu tính chất từ: đo sự phụ thuộc độ từ hóa theo nhiệt độ bằng
bằng phƣơng pháp từ kế mẫu rung.
Thiết bị từ kế mẫu rung ( Vibrating Sample Magnetometer – VSM) là một thiết bị dùng để xác định từ độ của mẫu hoạt động theo nguyên lý cảm ứng điện từ. Bằng cách thay đổi vị trí tương đối của mẫu có mơmen từ M với cuộn dây thu, từ thông qua tiết diện ngang của cuộn dây sẽ thay đổi làm xuất hiện trong nó một suất điện động cảm ứng. Các tín hiệu thu được (tỉ lệ với M) sẽ được khuếch đại, số hóa rồi chuyển sang giá trị của đại lượng từ cần đo bằng một hệ số chuẩn của hệ đo.
Để thực hiện phép đo này, mẫu được rung với tần số xác định trong vùng từ trường đồng nhất. Từ trường sẽ từ hóa mẫu và khi mẫu rung sẽ sinh ra hiệu điện thế cảm ứng trên cuộn dây đặt cạnh mẫu. Tín hiệu này được thu nhận, khuếch đại và xử lý trên máy tính và cho ta biết giá trị từ độ của mẫu.
Bằng cách sử dụng từ kế mẫu rung (VSM), ta có thể xác định được các đường cong từ độ phụ thuộc vào nhiệt độ M(T) theo hai chế độ khơng có từ trường (ZFC) và có từ trường (FC). Phép đo ZFC là phép đo từ độ khi mẫu được làm lạnh không có từ trường (H = 0) cho tới nhiệt độ thấp nào đó, sau đó đặt một từ trường ngồi ổn định vào, ghi lại các giá trị từ độ. Phép đo FC là phép đo khi mẫu được làm lạnh ở từ trường không đổi từ nhiệt độ phịng xuống đến nhiệt độ thích hợp, sau đó ghi lại giá trị từ độ của mẫu khi tăng nhiệt độ. Phương pháp này có thể ngoại suy được nhiệt độ chuyển pha TC của mẫu. Sơ đồ mô tả hệ đo từ kế mẫu rung được đưa ra trên Hình 2.2.
Mẫu được gắn vào một cần dao động với tần số 55 Hz và được đặt tại tâm của hệ các cuộn dây mắc xung đối ( bộ thu tín hiệu). Trong q trình mẫu dao động, từ thơng do mẫu sinh ra qua các cuộn dây của bộ thu tín hiệu biến thiên và do đó, sinh ra suất điện động cảm ứng xoay chiều giữa hai đầu cuộn dây của bộ thu tín hiệu. Suất điện động cảm ứng này tỉ lệ với mômen từ của mẫu.Từ độ của mẫu có giá trị bằng giá trị của mômen từ chia cho khối lượng của mẫu. Như vậy, thông qua việc xác định suất điện động cảm ứng do mẫu gây ra tại bộ thu tín hiệu, ta xác định được mơmen từ và do đó xác định được từ độ của mẫu.
35
Hình 2.2. Sơ đồ khối của hệ đo từ kế mẫu rung (VSM)