用于连续核去磁制冷机与亚毫开实验的超导锌热开关
仪器与探测器
2022-09-20 v1
摘要
我们开发并测试了一种适用于亚毫开（sub-mK）温度下磁制冷与量热实验的锌超导热开关。此处的具体应用是由Toda等人（J. Phys.: Conf. Ser. 969, 012093 (2018)）提出的带有两个PrNi5核级的绝热去磁制冷机，其可连续保持0.8 mK温度（CNDR）。该开关由六片0.25 mm厚的高纯锌箔组成，通过扩散键合与七片银箔接触。银箔通过电子束焊接到作为与其他部件热链路的银棒上。选用薄锌箔是为了在开关元件长宽比受限下降低切换时的磁潜热及接触热阻。整个开关组件在正常（闭合）态下测得的热导K_closed，直至70 mK都与由4.2 K下114 nΩ剩余电阻估算的值非常吻合，表明锌的维德曼-弗朗茨定律成立。在超导（开路）态下测得的热导K_open很好地遵循BCS理论预言，并在70 mK附近接近德拜模型对热声子的预期值。从高温度侧30 mK经该热开关（HSW）的热泄漏估计小于0.5 nW，远低于CNDR在0.8 mK时的预期制冷功率（=10 nW）。外推至30 mK的开关比K_closed/K_open高达5×10^4。所有测试结果均满足CNDR及例如亚毫开热容测量的要求。
引用
@article{arxiv.2209.08260,
title = {Superconducting zinc heat switch for continuous nuclear demagnetization refrigerator and sub-mK experiments},
author = {Ryo Toda and Shohei Takimoto and Yuma Uematsu and Satoshi Murakawa and Hiroshi Fukuyama},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.08260},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 5 figures