用于0.05至4 K温度范围的弛豫量热计研制

本文详细描述了一种用于0.05至4 K温度范围的等温外套量热计。所提出的装置可以提供小样品（通常为1 mg）热容$C$的绝对值。样品平台基于蓝宝石衬底，设计极其简单；实验装置仅使用锁相放大器和温度控制器，使得此类量热计的构建简便且成本低廉。我们采用了热弛豫方法，该方法利用样品平台与低温浴之间的永久热链$k$。展示了多个平台在整个温度范围内$k(T)$的温度依赖性：$k(T)/T$在降至1 K之前几乎恒定，之后开始平滑下降。通过考虑平台组件的热阻，对观察到的行为进行了彻底解释。我们比较了基于蓝宝石和银的平台$k(T)/T$的值，未观察到显著差异。每个平台可组装为在1 K时具有特定的$k/T$值。由于样品弛豫时间$\tau \sim C/k$，$k(T)$可针对$C(T)$进行调整，以获得合理的快速测量时间：本文演示了该量热计如何在所谓的单次制冷机（$^{3}$He或退磁低温恒温器）中使用，其中单次测量时间有限。此外，由于平台组件的场依赖性较弱，该量热计可用于中等磁场$B \leq 10$ T。