Mischkryostat mit 18 T Magnetsystem
Final Report Abstract
Nach Installation wurde zunächst eine sorgfältige Trennung der Erdung von Messkabeln von der normalen „Hauserde“ mittels Trenntransformatoren realisiert. Ferner wurden Hochfrequenzfilter für nieder- und hochohmige Messleitungen gefertigt und am Kryostatenkopf installiert. Koaxialleitungen wurden für kapazitive Messungen verlegt. Anschließend wurde ein Probenhalter zur Kalibration elektrischer Widerstandsthermometer gefertigt und durch Vergleich mit dem supraleitenden Fix-Point Device (von PTB Braunschweig geeicht) und paramagnetischen CMN Thermometer eine Kalibration vorgenommen, auch in Magnetfeldern bis 18 Tesla. Danach wurde unterhalb der Mischungskammer eine Temperatur-Regelplatte positioniert, mit schwacher thermischer Ankopplung zur Mischkammer, und getestet. Diese Kupferplatte (in der feldkompensierten Zone) kann schnell und unproblematisch im Temperaturbereich zwischen 50 mK und 4 K geregelt werden. Bereits entwickelte Probenhalter für Messungen der thermischen Ausdehnung, Magnetostriktion, spezifischen Wärme und des magnetokalorischen Effekts (mit Wechselfeldmethode) können seither (seit Frühjahr 2017) in diesem Temperaturbereich verwendet werden. Falls tiefere Temperaturen benötigt werden, kann zudem der thermische Kontakt zur Mischungskammer verstärkt werden. Die Anlage wird seither für obige Messmethoden angewandt. Im Herbst 2017 wurde ein Faradaymagnetometer entwickelt, welches Magnetisierungsmessungen bis zu sehr tiefen Temperaturen und hohen Feldern erlaubt. Seit Januar 2019 installieren und testen wir ein Zweiachsen-Piezo-Goniometer, welches erlaubt, Einkristalle für Magnetisierungsmessungen mit Winkelgenauigkeit <0.1° auszurichten. Folgende Forschungsthemen wurden bislang untersucht: 1) Magnetische Frustration und (Quanten)-Spinflüssigkeitsverhalten in Iridaten und Selten-Erd-Oxiden; 2) Quantenkritikalität und Frustration in Schwere-Fermionen-Systemen; 3) Feldinduzierte Phasen in quadrupolaren Kondogittern.
Publications
- Absence of zero-point entropy in a triangular Ising antiferromagnet
Y. Li, S. Bachus, Y. Tokiwa, A.A. Tsirlin, P. Gegenwart
- Gapless spin-liquid state in the structurally disorder-free triangular antiferromagnet NaYbO2
L. Ding, P. Manuel, S. Bachus, F. Grußler, P. Gegenwart, J. Singleton, R.D. Johnson, H.C. Walker, D.T. Adroja, A.D. Hillier, A.A. Tsirlin
(See online at https://doi.org/10.1103/PhysRevB.100.144432) - Persistent lowtemperature spin dynamics in the mixed-valence iridate Ba3InIr2O9. Phys. Rev. B 96, 174411 (2017)
T. Dey, M. Majumder, J. C. Orain, A. Senyshyn, M. Prinz- Zwick, S. Bachus, Y. Tokiwa, F. Bert, P. Khuntia, N. Büttgen, A. A. Tsirlin, P. Gegenwart
(See online at https://doi.org/10.1103/PhysRevB.96.174411) - Gapped ground state in the zigzag pseudospin-1/2 quantum antiferromagnetic chain compound PrTiNbO6. Phys. Rev. B 97, 184434 (2018)
Y. Li, S. Bachus, Y. Tokiwa, A.A. Tsirlin, P. Gegenwart
(See online at https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.184434) - Magnetic and Structural Quantum Phase Transitions in CeCu6−xAux are Independent. Phys. Rev. Lett. 121, 087203 (2018)
K. Grube, L. Pintschovius, F. Weber, J.-P. Castellan, S. Zaum, S. Kuntz, P. Schweiss, O. Stockert, S. Bachus, Y. Shimura, V. Fritsch, H. v. Löhneysen
(See online at https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.087203) - Highly anisotropic strain dependencies in PrIr2Zn20. Phys. Rev. B 99, 081117(R) (2019)
A. Wörl, T. Onimaru, Y. Tokiwa, Y. Yamane, K.T. Matsumoto, T. Takabatake, P. Gegenwart
(See online at https://doi.org/10.1103/PhysRevB.99.081117) - Rearrangement of uncorrelated valence bonds evidenced by low-energy spin excitations in YbMgGaO4. Phys. Rev. Lett. 122, 137201 (2019)
Y. Li, S. Bachus, B. Liu, I. Radelytskyi, A. Bertin, A. Schneidewind, Y. Tokiwa, A.A. Tsirlin, P. Gegenwart
(See online at https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.137201)
