SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) è magnetometro estremamente sensibile, usato per misurare campi magnetici flebili, ed è costituito da un anello superconduttore contenente una o più giunzioni Josephson. Il dispositivo RF SQUID funge da convertitore flusso magnetico/tensione, rivelando la variazione di  flusso magnetico dovuta alla traslazione meccanica del campione attraverso un sistema di bobine di pick-up superconduttive in configurazione gradiometro del II ordine, necessaria alla soppressione dell’ effetto di  campi magnetici esterni non uniformi); la variazione di  flusso viene infine convertita in un profilo di tensione (VSQUID) dal quale e’ possibile dedurre il momento magnetico mediante una procedura di fit  assumendo che il profilo di tensione sia assimilabile a quello generato da un dipolo magnetico. Il magnetometro squid consente la caratterizzazione di film sottili e nanoparticelle (in polvere o dispese in liquidi) in un ampio range di temperatura  (4K < T < 400K )  e di campo magnetico applicato ( Hmax = 5.5 T).

SQUID MPMS XL-5

La misurazione del coefficiente Seebeck (S) permette di investigare la capacità di un materiale di convertire calore in elettricità o viceversa. In generale, S è un parametro di misura della tensione termoelettrica indotta quando una differenza di temperatura viene applicata attraverso un materiale.
Il coefficiente Seebeck è una variabile importante per capire le potenziali prestazioni di un materiale che si vuole integrare in un generatore o in una cella raffreddante di tipo termoelettrico. Inoltre, l’analisi del segno del coefficiente Seebeck permette di capire il tipo di portatore di carica che è coivolto nel trasporto della corrente elettrica indotta dal gradiente termico: se S è positivo, sono le lacune i portatori principali (semicondutttori di tipo p); se S è negativo, sono gli elettroni che contribuiscono maggiormente alla diffusione di carica (semiconduttori di tipo n e metalli). La misura della tensione generata applicando un gradiente di temperatura tra una giunzione calda ed una fredda viene comparata con il valore generato da un materiale di riferimento (per es. costantana), operante in parallelo in condizioni termiche identiche. 

SEEBECK

La fotocorrente generata da semiconduttori irraggiati da un fascio di raggi X può essere uno strumento molto utile per caratterizzare la sensibilità dei materiali ai raggi X e la risposta alla dose e/o rateo di dose della radiazione. Lo strumento è particolarmente utile anche per valutare il tempo di vita della mobilità dei portatori di carica fotogenerati all’interno del semiconduttore, che rappresenta una misura della sua capacità di trasporto.
La tecnica si basa sulla misurazione della fotocorrente, raccolta applicando un campo elettrico sul dispositivo sottoposto a test e indotta dall'interazione con un fascio di raggi X focalizzabile. La catena elettronica per questo tipo di misure è particolarmente sensibile ed è costituita da un modulatore meccanico, un amplificatore a trans-impedenza, un amplificatore lock-in ed un generatore di tensione.

Fotoconduttività da raggi X

Il dicroismo magnetico nei raggi X (XMCD) è una spettroscopia di assorbimento che sfrutta l'interazione della radiazione X polarizzata circolarmente con campioni magnetici, combinando le informazioni sulla sensibilità locale dell'eccitazione di livelli interni con quella magnetica. Questa spettroscopia fornisce il momento di spin e il momento magnetico orbitale degli atomi assorbitori mediante l'applicazione di regole di somma.
In uno scenario a singola particella, un modello a due fasi fornisce una visione del significato fisico: 1) elettroni eccitati dai livelli interni con luce polarizzata circolarmente mostrano un momento di spin medio a seconda dell'elicità, 2) gli elettroni polarizzati in spin sondano in modo diverso la densità degli stati risolta in spin al di sopra del livello di Fermi del campione magnetizzato. La differenza tra l'assorbimento preso a diversa elicità è correlata alla differenza dei canali di spin up e down della densità di stati vuoti proiettati sugli atomi di assorbimento e quindi al momento di spin dell'atomo assorbitore.
La spettroscopia XMCD indaga in modo efficiente le proprietà magnetiche delle soglie L_2,3 (transizione p--> d) dei metalli di transizione e delle soglie M_4,5 delle terre rare (transizione d --> f) a causa delle favorevoli regole di selezione ottiche che selezionano la banda magnetica come stato finale.

CiPo@Elettra