Kryogenfreier Mischkryostat mit 3D-Vektormagnet für Transportstudien von Quantenmaterialien

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 526077868

Durch die Anschaffung eines mit einem (9,1,1)T-Vektormagneten ausgestatteten Verdünnungskühlschranks wollen wir die Forschungsbemühungen der LMU zu Quantenmaterialien weiterentwickeln. Diese komplette Apparatur wird eine kritische Lücke an der LMU füllen, wo das Fehlen eines solchen Systems die wettbewerbsfähige Forschung an Quantenmaterialien behindert. In der Tat ermöglicht ein Verdünnungskühlschrank das Abkühlen jedes interessierenden Materials auf 8 mK mit einer Stabilität unter 5 mK. Diese Temperatur ist niedrig genug, um thermische Schwankungen zu unterdrücken und damit Quanteneffekte, die auf elektronischen Korrelationen beruhen, sich manifestieren zu lassen. Einmal in diesem stark entarteten Grundzustand gewährt der dreidimensionale Vektormagnet eine vollständige Kontrolle der Spinpolarisation. Dies ermöglicht es, ein großes Rätsel der modernen Physik der kondensierten Materie eingehend zu untersuchen: magnetische Anregungen und ihr Zusammenspiel/Konkurrenz mit anderen quantenelektronischen Phasen wie der Supraleitung. Unser Ziel ist es, diese korrelierten Phänomene mit zwei komplementären Techniken zu untersuchen, dem niederfrequenten (DC) und hochfrequenten (HF) elektronischen Transport, dank einer Anordnung von hochgefilterten 48 DC- und 8 HF-Übertragungsleitungen. Eine hochwertige Filterung der Übertragungsleitungen ist von größter Bedeutung, um die elektromagnetische Erwärmung der Elektronen bei niedrigen Temperaturen zu unterdrücken und die Quantenphänomenologie zu bewahren. Zur Vervollständigung unseres Messaufbaus, bestehend aus Vorverstärkern und Lock-in-Verstärkern, möchten wir uns ein hochauflösendes Oszilloskop und einen Netzwerkanalysator anschaffen. Schließlich möchten wir ein kryogenfreies System kaufen, sowohl wegen der einfachen Nutzung, da die Ausrüstung von der LMU geteilt wird, als auch wegen der langfristigen Wirtschaftlichkeit angesichts des ständig steigenden Preises für flüssiges Helium.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Kryogenfreier Mischkryostat mit 3D-Vektormagnet für Transportstudien von Quantenmaterialien
• Gerätegruppe: 8550 Spezielle Kryostaten (für tiefste Temperaturen)
• Antragstellende Institution: Ludwig-Maximilians-Universität München
• Leiter: Professor Dr. Dmitri K. Efetov