Thực tập chuyên ngành Vật lý nhiệt độ thấp

- ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC THỰC TẬP CHUYÊN NGÀNH VẬT LÝ NHIỆT ĐỘ THẤP 1.
- Họ và tên: Phạm Hồng Quang - Chức danh, học hàm, học vị: TS, Giảng viên chính - Thời gian, địa điểm làm việc: 8h30-16h30, P.223, T1, 334 Nguyễn Trãi - Địa chỉ liên hệ: Khoa Vật lý, Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp, nhà T1, 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội.
- Vũ Thế Hiền + Nghiên cứu viên Trần Đình Thọ 2.
- Nghe giảng lý thuyết: 07 + Thảo luận:02 + Thực hành ở phòng thí nghiệm: 21 - Đơn vị phụ trách môn học.
- Các môn học chuyên ngành + Vật lý điện từ đại cương - Môn học kế tiếp.
- Làm quen với các phương pháp thực nghiệm trong lĩnh vực Vật lý Nhiệt độ thấp + Tìm hiểu về nguyên lý các phép đo thông dụng trong nghiên cứu tính chất vật lý của các vật liệu ở vùng nhiệt độ thấp, qua đó củng cố các kiến thức chuyên ngành đã học được.
- Vận hành và thao tác được các hệ đo.
- Nắm được một số thao tác đặc biệt của kỹ thuật nhiệt độ thấp.
- Chế tạo được các mẫu gốm và mẫu hợp kim.
- Thái độ, chuyên cần: Hình thành thói quen cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác và trung thực trong thực nghiệm vật ly.
- Tạo cho sinh viên khả năng sử dụng các hệ đo và công nghệ chế tạo mẫu để thực hiện khóa luận cũng như thực hiện các nghiên cứu sau này.
- Tóm tắt nội dung môn học: Môn học gồm 7 bài thực tập chuyên đề trong đó 4 bài về các phép đo khảo sát tính chất của vật liệu, hai bài về phương pháp tạo mẫu và một bài về chế tạo nitơ lỏng.
- Trong các bài về hệ đo, sinh viên sẽ được tìm hiểu về nguyên lý của phép đo, sơ đồ cấu tạo hệ đo, các ứng dụng cơ bản của hệ đo.
- Đặc biệt là sinh viên sẽ học cách tạo môi trường nhiệt độ thấp, cách đo và điều khiển nhiệt đô.
- Trong hai bài về phương pháp chế tạo mẫu, sinh viên sẽ thực hành chế tạo hai loại mẫu là mẫu perovskite (hoặc siêu dẫn) bằng phương pháp gốm và mẫu hợp kim đất hiếm-kim loại chuyển tiếp bằng phương pháp nóng chảy hồ quang.
- Các tính chất đặc trưng và ứng dụng của các vật liệu này cũng được giới thiệu.
- Kĩ thuật hóa lỏng, kĩ thuật vận chuyển, bảo quản và an toàn nhiệt độ thấp là nội dung của bài thực tập cuối cùng.
- Nội dung chi tiết môn học: Bài 1: Đo điện trở và từ trở ở vùng nhiệt độ 1.1 Phép đo điện trở, từ trở và tầm quan trọng.
- 1.2 Lý thuyết về điện trở và từ trở trong một số vật liệu điển hình.
- 1.3 Kỹ thuật đo điện trở bằng phương pháp bốn mũi dò.
- 1.4 Hệ đo điện trở trong vùng nhiệt độ thấp.
- 1.5 Đo sự phụ thuộc nhiệt độ của điện trở R(T) của một mẫu bán dẫn.
- 1.6 Khảo sát hiệu ứng từ trở R(H) của một mẫu perovskite.
- 2.2 Hiệu ứng Hall dị thường và ứng dụng khảo sát từ tính màng mỏng từ.
- 2.3 Màng mỏng từ và ứng dụng 2.4 Cấu tạo hệ đo Hall làm việc ở vùng nhiệt độ thấp.
- 2.5 Xác định đường cong từ trễ của một mẫu màng mỏng từ tính ở các nhiệt độ khác nhau trong vùng nhiệt độ thấp.
- 3.2 Nguyên lý và cấu tạo từ kế mẫu rung.
- 3.3 Nguyên lý, cấu tạo, vận hành thiết bị khuếch đại lọc lựa sử dụng trong hệ đo.
- 3.4 Đo đường cong từ hóa ban đầu và chuẩn hệ đo bằng mẫu niken.
- 3.5 Xây dựng đường cong từ trễ của một mẫu sắt từ.
- Bài 4: Khảo sát hiện tượng chuyển pha bằng phép đo hệ số từ hoá động 4.1 Khái niệm hệ số từ hóa động.
- 4.2 Ứng dụng của phép đo hệ số từ hóa động trong nghiên cứu các tính chất từ.
- 4.3 Cấu tạo hệ đo hệ số từ hóa động vùng nhiệt độ thấp.
- 4.4 Khảo sát chuyển pha sắt từ-thuận từ của một mẫu perovskite.
- 4.5 Khảo sát chuyển pha siêu dẫn-dẫn điện thường của một mẫu siêu dẫn.
- 5.2 Phương pháp tính toán và cân phối liệu để tạo một hợp kim có thành phần xác định.
- 5.4 Chế tạo mẫu hợp kim đất hiếm-kim loại chuyển tiếp bằng lò nóng chảy hồ quang.
- Bài 6: Chế tạo mẫu bằng phương pháp gốm 6.1 Các vật liệu perovskite và siêu dẫn nhiệt độ cao.
- 6.2 Phương pháp tính toán và cân phối liệu ban đầu để tạo hợp chất có thành phần xác định.
- 6.3 Hệ thống lò nung nhiệt độ cao.
- 6.4 Các bước chế tạo mẫu bằng phương pháp gốm.
- Bài 7: Chế tạo Nitơ lỏng 7.1 Nguyên lý chế tạo nitơ lỏng bằng phương pháp Joule-Thomson.
- 7.2 Nguyên lý chế tạo nitơ lỏng bằng phương pháp stirling.
- 7.3 Phương pháp lưu trữ, vận chuyển nitơ lỏng và an toàn nhiệt độ thấp.
- 7.4 Ứng dụng của nitơ lỏng trong khoa học và trong đời sống.
- 7.5 Tìm hiểu và vận hành máy hóa lỏng StirLIN-1.
- Phạm Hồng Quang, Các phép đo từ, NXB ĐHQG Hà nội 2007.
- Nguyễn Huy Sinh, Giáo trình nhiệt học, NXB giáo dục 2006.
- Nhiều tác giả, Tuyển tập các công trình của bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp, quyển .
- Tìm tại thư viện Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp.
- Phạm Hồng Quang.
- Tìm tại thư viện Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp hoặc TS.
- 4 Nội dung 2.
- 4 Nội dung 3.
- 4 Nội dung 4.
- 4 Nội dung 5.
- Thứ ba 8h-8h50’ Phòng họp bộ môn.
- Giới thiệu các vấn đề liên quan đến phép đo điện trở và từ trở theo nội dung chi tiết..
- Đọc bài : “electrical resistivity measurements” trong giáo trình :”practicum on solid state physics”.
- Thực hành, thí nghiệm 03 giờ tín chỉ (06 giờ thực hành).
- Sáng từ 9h-10h40’.
- Chiều từ 13h30-16h50’.
- Đo sự phụ thuộc nhiệt độ của điện trở R(T) của một mẫu bán dẫn.
- Khảo sát hiệu ứng từ trở R(H) của một mẫu perovskite..
- Cùng giáo viên chuẩn bị lượng ni tơ lỏng cần thiết..
- Giới thiệu các vấn đề liên quan đến phép Hall dị thường theo nội dung chi tiết.
- Đọc bài : “Các cảm biến hiệu ứng Hall” trong giáo trình.
- Nghiên cứu cấu tạo hệ đo Hall làm việc ở vùng nhiệt độ thấp.
- Xác định đường cong từ trễ của một mẫu màng mỏng từ tính ở các nhiệt độ khác nhau trong vùng nhiệt độ thấp..
- Giới thiệu các vấn đề liên quan đến phép đo từ kế mẫu rung theo nội dung chi tiết..
- Đọc bài : “Từ kế mẫu rung” trong giáo trình :”Các phép đo từ”.
- Đo đường cong từ hóa ban đầu và chuẩn hệ đo bằng mẫu niken.
- Xây dựng đường cong từ trễ của một mẫu sắt từ..
- Giới thiệu các vấn đề liên quan đến phép đo hệ số từ hóa động theo nội dung chi tiết..
- Đọc bài : “phép đo hệ số từ hóa động” trong giáo trình :”Các phép đo từ”.
- Khảo sát chuyển pha sắt từ-thuận từ của một mẫu perovskite.
- Khảo sát chuyển pha siêu dẫn-dẫn điện thường của một mẫu siêu dẫn..
- Phương pháp tính toán và cân phối liệu để tạo một hợp kim có thành phần xác định.
- Đọc các bài về phương pháp chế tạo mẫu intermetallic (đất hiếm-kim loại chuyển tiếp) trong tuyển tập các công trình của bộ môn Nhiệt độ thấp..
- Chế tạo mẫu hợp kim đất hiếm-kim loại chuyển tiếp bằng lò nóng chảy hồ quang..
- Các vật liệu perovskite và siêu dẫn nhiệt độ cao.
- Phương pháp tính toán và cân phối liệu ban đầu để tạo hợp chất có thành phần xác định.
- Hệ thống lò nung nhiệt độ cao.
- Các bước chế tạo mẫu bằng phương pháp gốm.
- Đọc các bài về phương pháp chế tạo mẫu siêu dẫn và perovskite trong tuyển tập các công trình của bộ môn Nhiệt độ thấp..
- Nguyên lý chế tạo nitơ lỏng bằng phương pháp Joule-Thomson.
- Nguyên lý chế tạo nitơ lỏng bằng phương pháp stirling.
- Phương pháp lưu trữ, vận chuyển nitơ lỏng và an toàn nhiệt độ thấp.
- Ứng dụng của nitơ lỏng trong khoa học và trong đời sống..
- Đọc bài : “Các phương pháp hóa lỏng khí” trong giáo trình :”Nhiệt học”.
- Tìm hiểu và vận hành máy hóa lỏng StirLIN-1..
- Sáng từ 8h-11h20’..
- Trình bày cho giáo viên bản tổng hợp các kết quả thu được của tất cả các bài.
- Mỗi sinh viên trình bày một báo cáo miệng về một bài thực tập theo bốc thăm..
- Trình bày các vấn đề lý thuyết.
- Trình bày các thao tác thực nghiệm.
- Sinh viên phải hoàn thành tất cả các bước yêu cầu của một bài thực tập.
- Sinh viên phải ghi chép đầy đủ các các thao tác và các kết quả thu được.
- Sinh viên được phép sử dụng các ghi chép này làm tài liệu cho báo cáo tổng hợp và trình bày miệng ở nội dung 8 và cho bài kiểm tra.
- Tham gia học tập trên lớp (đi học đầy đủ, chuẩn bị bài tốt, thao tác khéo léo và báo cáo tổng hợp và trình bày miệng tại buổi thảo luận tốt): 30% điểm