Экспериментальная физика твердого тела

к.ф.-м.н. Е. С. Тихонов

Аннотация

Целью данного семинара является ознакомление студентов 3-го курса с рядом наиболее важных методик, использующихся в экспериментальной физике твердого тела: низкотемпературными методиками, методами получения силных магнитных полей и вакуумной техникой. Семинар организован в виде докладов, которые студенты делают по материалам оригинальных публикаций по соответствующим разделам курса.

1. Экспериментальная техника низких температур
   1. Криогенные жидкости, их основные характеристики, получение, хранение. Типы криостатов. Регулирование, измерение и стабилизация температуры.
   2. Свойства Не3 и Не4, Р-Т – диаграммы, сверхтекучесть Не4, двухжидкостнаяч модель Ландау. Электроны на поверхности гелия.
   3. Теплопроводность металлов и диэлектриков. Материалы, используемые в криогеннолй технике. Сопротивление Капицы, тепловые контакты, тепловые ключи.
   4. Рефрижераторы растворения на смесях Не3-Не4. Фазовая диаграмма смеси, основные термодинамические соотношениея, принцип действия и конструкция рефрижераторов, факторы лимитирующие рабочий диапазон температур.
   5. Адиабатическое размагничивание парамагнитной соли, ядерное размагничивание.
   6. Криостаты, основанные на эффекте Померанчука.
   7. Сверхтекучесть Не3.
   8. Термометрия.
   9. Лазерное охлаждение атомов.
2. Техника сильных магнитных полей
   1. Импульсные соленоиды, получение сверхсильных полей методом взрыва.
   2. Соленоид Биттера.
   3. Сверхпроводящие соленоиды.
3. Высоковакуумная техника
   1. Методы получения высокого вакуума. Механические, турбомолекулярные, криогенные, электроразрядные насосы.
   2. Методы измерения вакуума.
   3. Методы исследования структуры и атомного состава поверхности.

1. Г. Вентура, Л. Ризегари, «Искусство криогеники», Пер. с англ. – Интеллект, Долгопрудный, 2011.
2. О.В.Лоунасмаа, «Принципы и методы получения температур ниже 1К», Пер. с англ. - М., Мир, 1977.
3. Г.К.Уайт, «Экспериментальная техника в физике низких температур», Пер. с англ. – М.: Физ-мат. Лит., 1961.
4. А.Н.Сахаров, «Взрывомагнитные генераторы», ЖЭТФ, 1962.
5. М.Уилсон, «Сверхпроводящие магниты», Пер. с англ. - М., Мир, 1985.
6. В.С.Эдельман, «Вблизи абсолютного нуля», М., Наука, 1983.