Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 4, Numéro 1, mars 1969
Page(s) 50 - 56
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:019690040105000
Rev. Phys. Appl. (Paris) 4, 50-56 (1969)
DOI: 10.1051/rphysap:019690040105000

Modulation d'un effet thermomagnétique à basse température et détection par le deuxième son dans l'hélium

F. Vidal, Y. Simon, M. Le Ray et P. Thorel

Groupe de Physique des Solides de l'École Normale Supérieure, Paris, 5e


Abstract
In calorimetry and in the study of different types of thermal effects, at very low temperatures, several authors have preferred to use a heat current modulation technique along with synchronous detection of the thermal amplitudes rather than a steady heat current technique. Instead of being isolated, the sample and the bath are coupled through a weak heat-leak and the modulating frequency ranges from 5 to 10 C/s. Another method of modulation is proposed which enables us to work at higher frequencies in the audio-range, provided the heat current amplitude is sufficient, for instance, in our case, greater than 10-5 W/cm2. The sample is in direct contact with a bath of superfluid helium ; the heat current is partly diverted into the helium and creates a second sound wave. This wave is amplified by a resonant pipe (Q = 125 at 300 C/s) shut at one end by the sample and at the other end by a receiver. This method has been applied to the study of the Ettingshausen effect in a type II superconductor.


Résumé
En calorimétrie, et dans l'étude de divers effets thermiques, à très basse température, de nombreux auteurs utilisent de préférence à une méthode en continu une technique de modulation du flux de chaleur avec détection synchrone des écarts thermiques ; l'échantillon, au lieu d'être isolé, est en faible contact thermique avec le bain d'hélium, et la fréquence de modulation est de l'ordre de 5 à 10 Hz. Nous proposons une autre méthode de modulation qui permet de travailler à des fréquences plus élevées de la gamme acoustique, pourvu que l'amplitude du flux de chaleur soit suffisante, par exemple, dans notre cas, supérieure ou égale à 10-5 W/cm 2. L'échantillon est mis en contact direct avec un bain d'hélium superfluide ; le flux de chaleur est dérivé en partie vers l'hélium pour engendrer une onde de deuxième son. Cette onde est amplifiée par un tuyau résonnant ( Q = 125 à 300 Hz) fermé d'une part par l'échantillon émetteur et d'autre part par un bolomètre récepteur. Nous avons appliqué cette méthode à l'étude de l'effet Ettingshausen dans un supraconducteur de deuxième espèce.

PACS
6500 - Thermal properties of condensed matter.
6550 - Thermodynamic properties and entropy.
6740P - Transport processes, second and other sounds, and thermal counterflow liquid helium 4.
6740 - Boson degeneracy and superfluidity of helium 4.
7510 - General theory and models of magnetic ordering.

Key words
liquid helium sound propagation -- magnetothermal effects -- thermodynamic properties