Browsing by Author "Prittinen, Taneli"

Tässä työssä kehitettiin SQUID-pohjainen laitteisto helium-3:lla tehtäviä NMR-mittauksia varten ja suoritettiin mittauksia sekä nk. jatkuvan aallon (continous wave) NMR:llä että pulssitetun aallon (pulsed wave) menetelmällä. Helium-3:n korkean hinnan (n. 5000 euroa/litra) takia työssä käytettiin testitarkoituksiin NMR-materiaaleina myös fluoria sisältävää teflonia ja vetyä sisältävää jäätä. Laitteisto suunniteltiin ja rakennettiin Aalto-yliopiston O.V. Lounasmaa -laboratoriossa, nykyiseltä nimeltään Low Temperature Laboratory. NMR eli ydinmagneettinen resonanssi on ilmiö jossa ydinspinilliset atomiytimet sijoitetaan staattiseen magneettikenttään ja viritetään niitä ulkoisella sähkömagneettisella säteilyllä, jonka jälkeen niiden viritystila purkautuu vapauttaen NMR-signaalin. Tällä tavalla pystytään tutkimaan monia aineen eri ominaisuuksia. SQUID eli Superconducting Quantum Interference Detector taas on nimensä mukaisesti kvantti-interferenssiin perustuva laite, joka kykenee havaitsemaan erittäin pieniä magneettikenttiä. NMR:n yhteydessä se on tehokas esivahvistin, jonka avulla voidaan havaita hyvin pieniäkin signaaleja. Tässä työssä sillä on tarkoitus parantaa signaali-kohinasuhdetta verrattuna perinteisiin puolijohde-esivahvistimiin ja saada aikaan ilmaisin jolla voidaan mitata myös matalammilla taajuuksilla kuin tutkimusryhmällä on nykyisin käytössä. Suoritettujen mittausten perusteella laitteisto kykeni havaitsemaan NMR-signaalin jatkuvan aallon menetelmällä jokaisesta tutkitusta aineesta. Pulssitettuja mittauksia ei vielä toistaiseksi onnistuttu tekemään onnistuneesti johtuen heliumin pitkähköstä, n. 30 sekunnin, relaksaatioajasta joka teki pidemmistä mittaussarjoista vaikeita toteuttaa. Vastaavasti kahdella kiinteällä aineella, teflonilla ja jäällä, resonanssin leveys oli niin suuri että energian absorbointi pulsseilla näytteeseen olisi hankalaa ja tuottaisi signaaleja joiden pienuus tekisi niistä hankalasta havaittavia, joten näitä aineita tutkittiin tässä työssä vain jatkuvan aallon menetelmällä.