Unter den verschiedenen Temperaturoptionen des Lake Shore 8600 VSM ist die 86-SSVT Option die vielseitigste. Sie deckt den größten Temperaturbereich ab (77 K, 100 K bis 950 K) und liefert zugleich das kleinste Rauschniveau für Messungen des magnetischen Moments. 
In einem aktuellen Anwendungsbrief hat sich Cosmin Radu von Lake Shore die Einflüsse der Signalmittelungszeit („Averaging Time“) auf das Messrauschen einer Messung genauer angeschaut. 
Das Messrauschen im VSM ist von einigen Faktoren abhängig. Das Rauschen in der Messung des magnetischen Moments ist proportional zu der Lücke zwischen den Elektromagneten. Die Ursache ist die Positionierung der Detektorspule, welche auf der Kappe des Elektromagneten sitzt. Wird nun der Abstand zwischen den Polkappen vergrößert, vergrößert sich auch der Abstand der Detektorspule zur Probe. Das hat zur Folge, dass das Signal-Rausch-Verhältnis abnimmt, wenn der Abstand der Pole zunimmt. Des Weiteren muss darauf geachtet werden, dass es keinen physischen Kontakt zwischen den Polkappen und dem Probenstab mit der Probe gibt, da diese mechanischen Kopplungen einen signifikanten Einfluss auf das Messrauschen haben.
Es wurden Messungen bei zwei Feldstärken durchgeführt. Zunächst bei 0 Oe und anschließend bei 5 kOe. 

Erste Messung:

Bei einer Signalmittelung von 0,01 s gab es ein Rauschniveau von 1,11 µemu. Wird die Mittelung auf 10 s verlängert, sinkt das Rauschniveau auf 0,06 µemu. Das Rauschniveau kann durch Mittelung auf 5% des ursprünglichen Wertes gesenkt werden. 

Zweite Messung:

Bei einer Signalmittelung von 0,01 s gab es ein Rauschniveau von 2,01 µemu. Dieses Niveau ist fast doppelt so hoch, wie bei der Messung mit ausgeschalteten Spulen und zeigt, dass es durch die Übertragung von Vibrationen des Messkopfes auf die Spule eine zusätzliche Rauschquelle gibt. Die Detektorspule „sieht“ den gegenüberliegenden Pol, der durch die kleinen Vibrationen eine kleine Inhomogenität im Magnetfeld erzeugt. Diese Vibrationen sind in der Größenordnung von einigen Mikrometern und können so für ein kohärentes Signal von einigen µemu sorgen. Da dieses Signal die gleiche Frequenz hat wie die Vibration der Proben, kann es nicht vom Lock-In Verstärker herausgefiltert werden. 
Bei einer Mittelung über 10 s kann das Rauschniveau auf 0,07 µemu gesenkt werden, was dem Niveau der ausgeschalteten Spule entspricht. Es zeigt sich, dass sich durch die Mittelung des Signals über einen längeren Zeitraum nicht nur die Signalqualität verbessern lässt, sondern auch kohärentes Rauschen minimiert werden kann. 

Sollten Sie weiteren Fragen zum Lake Shore VSM und zur SSVT-Option haben, kommen Sie gerne auf uns zu. Die detaillierte  Aufarbeitung der Messung können Sie unter dem QR Code finden.

Detaillierte Aufarbeitung des Artikels

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