專利名稱：拉晶裝置用的超導(dǎo)磁體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于欲用于一拉晶裝置中為半導(dǎo)體裝置生成晶體的超導(dǎo)磁體裝置，特別是關(guān)于用于能減少漏磁場的拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置。
在為用于半導(dǎo)體的晶體利用拉晶裝置從熔融半導(dǎo)體晶體材料中拉伸晶體的過程中，采用一超導(dǎo)磁體裝置作為以對熔融半導(dǎo)體晶體材料施加靜態(tài)磁場來防止由熱對流引起的位移的靜態(tài)磁場產(chǎn)生裝置。
圖1為表示一用于拉晶裝置的通常的超導(dǎo)磁體裝置的立體圖。圖2為由圖1的箭頭Ⅱ-Ⅱ所示方向看的截面視圖。如圖1中所示，超導(dǎo)磁體裝置被設(shè)置得使二超導(dǎo)線圈2a、2b在一C形低溫箱1中作相互對向排列，且由超導(dǎo)線圈2a、2b生成的磁場方向3正交于拉晶方向4。
并且如圖2中所示，低溫箱1使超導(dǎo)線圈2a位于一氦容器40中從而線圈2a能浸泡在冷卻劑41(例如液態(tài)氦等)中。而在氦容器40外面設(shè)置防輻射屏42，此氦容器40與防輻射屏42整個被存放在一真空容器43中從而使低溫箱成為一整體。
雖然在上述例中表明的是設(shè)置一個防輻射屏的情況，但在需要時可設(shè)置雙防輻射屏。
此外還采用一以制冷器而不是用液態(tài)氦之類的冷卻劑來將氦容器40中的超導(dǎo)線圈2a、2b冷卻到超導(dǎo)狀態(tài)的系統(tǒng)。在這樣的情況下，即不設(shè)置圖2所示的氦容器和冷卻劑。
此磁體裝置的舉例是為對拉晶裝置加以水平磁場的C形低溫箱1中央部分的孔腔5中設(shè)置拉晶裝置。
圖3表示用于拉晶裝置的通常的超導(dǎo)磁體裝置的另一種結(jié)構(gòu)。此超導(dǎo)磁體被設(shè)置成使得二超導(dǎo)線圈2a、2b相互對向，且由超導(dǎo)線圈2a、2b在一包括內(nèi)圓柱體和外圓柱體的雙柱體低溫箱11中產(chǎn)生的磁場方向如圖1所示正交于拉晶方向。
磁體裝置的這一示例是拉晶裝置被設(shè)置在為對拉晶裝置施加水平磁場的低溫箱11的內(nèi)圓柱體內(nèi)側(cè)的常溫空間的孔腔12中。
圖4表示用于拉晶裝置的通常的超導(dǎo)磁裝置的又一另外的結(jié)構(gòu)。此超導(dǎo)磁體裝置被設(shè)置得使二超導(dǎo)線圈2a、2b在此雙圓柱體低溫箱31中以相對于低溫箱31的軸向方向二者之間的距離可選地相互對向配置，從而使磁場30a、30b以線圈2a、2b相對立的方向產(chǎn)生以便生成尖頂磁場。在這種情況下，拉晶裝置被配置在孔腔32中，拉晶方向4如圖中所示。由于在尖頂磁場中此圖中的線6上的磁場變?yōu)榱?，所以一般認為與圖1和3的情況相比較在此線上拉伸晶體可得到高質(zhì)量的晶體。
因為在上述用于拉晶裝置的通常的超導(dǎo)磁體裝置中采用諸如不銹鋼和鋁之類的非磁性材料來作為低溫箱的真空容器，由超導(dǎo)線圈生成的磁場泄漏到磁體外部而影響存在于真空容器鄰近的電動機或由磁性物質(zhì)作成的組成部件。在此情況中，因為此磁性物質(zhì)與超導(dǎo)線圈相互吸引而此吸引力與磁性物質(zhì)的體積、重量和磁場梯度成正比，磁性組成部件或磁體越大，相應(yīng)地吸引力也就增大。
這樣就涉及到一個問題，即此組成部件應(yīng)由非磁性材料構(gòu)成，這很貴，或者為支撐線圈的低溫箱中的支撐的斷面積就應(yīng)很大，從而低溫箱的熱滲透量就會很大。
而且，如果在此低溫箱附近存在有易受磁場影響的電動機或測量裝置，就可能導(dǎo)致這些裝置的誤操作。
加之，由于在如果漏磁場很大以至打亂此孔腔中所需的磁場強度或磁場分布時相互的漏磁場會影響互相鄰接的超導(dǎo)磁體，此相鄰磁體與拉晶裝置的安裝空間就應(yīng)當很寬，從而無法理想地利用安裝空間。
本發(fā)明的目的是提供一用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置，它能以相對很低的成本來降低漏磁場，最佳地實現(xiàn)小體積和輕重量。
為達到上述目的，本發(fā)明以下述措施來構(gòu)成一用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置。
本發(fā)明提供一用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置，包括一對相互對向的環(huán)形超導(dǎo)線圈，拉晶裝置即被配置在它們之間；一圍繞此超導(dǎo)線圈的防輻射屏；和一圍繞防輻射屏的真空容器，其中，在面向拉晶裝置側(cè)的真空容器部件由非磁性物質(zhì)制成，而在另一側(cè)的真空容器部件由磁性物質(zhì)制成。
按照本發(fā)明，由于在面向拉晶裝置側(cè)真空容器的部件從拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置中慣常采用的非磁性物質(zhì)制成，所以能如前保持拉晶裝置所需的磁場強度和磁場分布，并由于其他非與之鄰接的部件由磁性物質(zhì)制成，會泄漏的磁場可被此磁性物質(zhì)吸收從而能減少漏磁場。
在本發(fā)明中，面向拉晶裝置側(cè)的真空容器部件的一部分由磁性物質(zhì)制成。因此，由于互相對向的真空容器部件的一部分由磁性物質(zhì)制成，所以在拉晶裝置軸上的漏磁場也能減少。
在本發(fā)明中，線圈外直徑側(cè)和相對于超導(dǎo)線圈與拉晶裝置相對側(cè)的真空容器部件的磁性材料至少一個比另外的厚。
本發(fā)明中僅僅最接近超導(dǎo)線圈的磁性材料被制得較厚。因此，超接近超導(dǎo)線圈的真空容器的一部分的厚度被制成越厚，所以漏磁場能被更有效吸收。
本發(fā)明提供一用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置，包括相對于軸方向相互對向的環(huán)形超導(dǎo)線圈，分別圍繞超導(dǎo)線圈的環(huán)形防輻射屏，以在線圈內(nèi)直徑部分中設(shè)有一空間以便在此空間中配置拉晶裝置地圍繞此環(huán)形防輻射屏的雙圓柱真空容器，其中，伸出到至少一磁體內(nèi)直徑側(cè)或外直徑側(cè)的磁體部件被設(shè)置在線圈的中心部分的真空容器外部直徑部件內(nèi)。因此，由于磁體物質(zhì)的較大量被設(shè)置在線圈對稱平面上的真空容器中，所以可得到在整體上具有很小漏磁場的磁體。
本發(fā)明具有真空容器的磁性物質(zhì)部件包括帶有間隙的多層薄板的集合。因此，因為由內(nèi)側(cè)磁板泄漏的磁場能被因本發(fā)明中的多層板的外側(cè)的磁性物質(zhì)進一步吸收，所以泄漏的磁場能進一步減少。
在本發(fā)明中，上、下線圈之一電氣上短路。因此本發(fā)明中由于相互對向的主線圈中的任一個在軸方向被短路，依靠激勵另一未被短路的主線圈，此另一主線圈即能生成在對于被激勵的主線圈的相反方向中的磁場。即就是，借僅對二線圈之一激勵，在另一線圈中感應(yīng)產(chǎn)生短路電流從而能生成相反方向中的磁場(尖頂磁場)。
本發(fā)明提供一用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置，包括一對在軸向方向上相互對向的環(huán)形超導(dǎo)線圈，拉晶裝置被配置在它們之間；一圍繞超導(dǎo)線圈的防輻射屏；和一圍繞此防輻射屏的真空容器，其中，在由主超導(dǎo)線圈的對稱軸與超導(dǎo)線圈的中心軸的交點向著主超導(dǎo)線圈伸展的角度之內(nèi)設(shè)置有為生成在相對主線圈方向的相反方向中的磁場的輔助線圈。因而，由于此輔助線圈生成相對主線圈方向的相反方向中的磁場，由主線圈生成的漏磁場即可被輔助線圈所抵消。
在本發(fā)明中，被置于相互對向的線圈之間的真空容器部件由磁性物質(zhì)制成。而且由對輔助線圈再加一防磁屏，本發(fā)明可提供更大的屏蔽效果。
本發(fā)明中，輔助線圈被作電氣短路。因此由于本發(fā)明中此輔助線圈感應(yīng)生成相對主線圈方向的相反方向中的磁場，僅由激勵主線圈即可得到由輔助線圈產(chǎn)生的磁屏蔽。這可由一具有橫向磁場、垂直磁場、或尖頂磁場的磁體來實現(xiàn)。
在本發(fā)明中，相互對向的主線圈的任一個被電氣上短路。因而，本發(fā)明中由僅激勵一主線圈就能在另一主線圈中感應(yīng)生成相反方向中的磁場(尖頂磁場)，而且此磁場可在此輔助線圈中以分別與主線圈的方向相反方向中生成，從而取得磁屏蔽。
對所列附圖的簡要說明圖1為表明用于拉晶裝置的一通常的超導(dǎo)磁體裝置結(jié)構(gòu)的主體視圖；圖2為由圖1的Ⅱ-Ⅱ線所取箭頭方向看的截面視圖；圖3表明用于一拉晶裝置的通常的超導(dǎo)磁體裝置的另一結(jié)構(gòu)；圖4表明用于一拉晶裝置的通常的超導(dǎo)裝置的又一另一結(jié)構(gòu)；圖5為表示按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置第一實施例的一部分的縱向截面視圖；圖6為由圖5線Ⅵ-Ⅵ所取箭頭方向看的截面視圖；圖7為表明按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置的第二實施例的一部分的縱向截面視圖；圖8為由圖7線Ⅶ-Ⅶ所取箭頭方向看的截面視圖；圖9為表明按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置的第三實施例的一部分的縱向截面視圖；圖10為表明按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置的第四實施例的一部分的縱向截面視圖；圖11為表明按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置的第五實施例的一部分的縱向截面視圖；圖12為表明按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置的第六實施例的一部分的縱向截面視圖；圖13表示按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置的第七實施例的真空容器中所設(shè)置的線圈的結(jié)構(gòu)；
圖14表示按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置的第八實施例的真空容器中所設(shè)置的線圈的結(jié)構(gòu)；圖15表示按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置的第九實施例的真空容器中所設(shè)置的線圈的連接結(jié)構(gòu)；圖16表示按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置的第十實施例的真空容器中所設(shè)置線圈的連接結(jié)構(gòu)；圖17表示按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置的第十一實施例的真空容器中所設(shè)置的線圈的連接結(jié)構(gòu)。
下面參照所列


本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖5為表明按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置的第一實施例的一部分的縱向截面視圖，圖6為裝置整體的橫向截面視圖。
圖5和6中，真空容器51包括形成C字狀帶有一后板52和一對側(cè)板53的框架54，在框架54內(nèi)形成孔腔的U形內(nèi)板55，為封閉內(nèi)板55與框架54的前端之間的空間的前板56，和為封閉框架54和內(nèi)板55的上開口端和下開口端的上板57和下板58。
在此真空容器51中，設(shè)置一氦容器40，其中裝有在容器中心軸方向上相互對向并被浸泡在冷卻劑41(如液氦)中的二個環(huán)形超導(dǎo)線圈2a、2b(其中之一為圖5中所示的超導(dǎo)線圈2a)，在氦容器40外面用于包圍它設(shè)置一防輻射屏40，從而構(gòu)成一整體的低溫箱。
在此第一實施例的低溫箱中，在真空容器51的這些組成部件內(nèi)，后板52、側(cè)板53、前板56、上板57和下板58由作為磁性物質(zhì)的金屬制成，而面向?qū)⒉逶诳浊恢械睦аb置(未圖示)的內(nèi)板55由非磁性材料制成。
因而，按此低溫箱，因為構(gòu)成真空容器50的后板52、側(cè)板53、前板56、上板57和下板58均由磁性材料制成，而只有內(nèi)板55由非磁性材料制成，所以由超導(dǎo)線圈2a、2b所生成的磁場被磁性物質(zhì)所吸收而不會向外泄漏，從而在其鄰近的電動機或由磁性物質(zhì)構(gòu)成的部件即不可能受到影響。
而且其部件除內(nèi)板55外均為磁性物質(zhì)的真空容器51也用作為磁性屏蔽，所以整體上能實現(xiàn)小體積和低重量，因而與整個真空容器均為非磁性物質(zhì)的通常的真空容器相比以相對低的價格來完成。
并且由于磁場的一部分被磁屏蔽所包圍，在此腔中心的磁場強度就變得很高。就是說，與無磁屏蔽的線圈相比，磁動勢(安匝數(shù))可以較小從而可利用低電流值的低容量功率源和采用較少匝數(shù)的超導(dǎo)線圈。
雖然上述實施例中描述的是C字形框架54與內(nèi)板55構(gòu)成一真空容器的情況，而在將面向拉晶裝置的真空容器部件由非磁性材料制成和其他真容容器部件由磁性材料制成的圓柱形或尖頂磁場形的低溫箱中也能獲得同樣的效果。
圖7為表明按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置的第二實施例的一部分的縱向截面視圖，圖8為整個裝置的截面視圖。對與圖5和6的相同部分應(yīng)用相同數(shù)碼，這里不再作說明。僅將描述不同之處。
在此第二實施例中，如圖7和8中所示，作為真空容器51的組成部件的一部分的U字形內(nèi)板55的前開口端部分被設(shè)置以磁性物質(zhì)60。
因此，按此低溫箱，由于內(nèi)板55的前開口端部分由磁性物質(zhì)60制成，由上板57和下板58的內(nèi)板側(cè)端部泄漏的磁力線可被吸收到內(nèi)側(cè)從而使磁體的上、下表面上和拉晶裝置軸上的漏磁場能進一步減少。而且，真空容器51的開口部分的漏磁場可被磁性物質(zhì)60吸收而被降低。
圖9為表明按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置的第三實施例的一部分的縱向截面視圖。對與圖5的相同部分應(yīng)用同樣的數(shù)碼，在此不再加解釋。僅描述不同點。
在此第三實施例中，如圖9中所示，當真孔容器51的上板57與線圈2a之間的距離Y短于側(cè)板53與線圈2a之間的距離X時，上板57的板厚t2被作成厚于側(cè)板53的板厚t1。
圖中未示的前板和后板與第一實施例同。
因此，按此低溫箱，由于相對線圈2a具有較短距離的板的厚度較之具有較長距離的板的厚度更厚，在磁場較強的較接近線圈一側(cè)的漏磁場能被進一步吸收。因而，所有磁性真空容器部件不必作得更厚，整體上就能實現(xiàn)低的重量。
圖10為表明按照本發(fā)明的拉晶裝置的超導(dǎo)磁性裝置第四實施例的一部分的縱向截面圖。對與圖5中相同的部分應(yīng)用同樣數(shù)碼，在此不再介釋。僅對不同加以說明。
在如圖10的第四實施例中，分別在對應(yīng)于線圈的上板57、下板58和側(cè)板53的內(nèi)表面上固定有預(yù)定厚度的上輔助板71、下輔助板72和側(cè)輔助板73。在此情況中，輔助板71～73由磁性材料制成并被作機械的或冶金的結(jié)合。
因此，按此低溫箱，因磁場最強的線圈鄰近的漏磁場可被吸收，其他部件就可以很薄從而使得真空容器的重量減輕。
雖然輔助板在上述實施例中是被加在板的內(nèi)表面上，但也可將它們做在外表面上。
圖11為表明按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置的第五實施例的一部分的縱向截面視圖。對與圖4的相同部件被加以同樣數(shù)碼來說明。
圖11中所示用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置依靠在此以圓柱體低溫箱31中給在低溫箱31的軸向上相互對向的二超導(dǎo)線圈2a、2b設(shè)置適當?shù)木嚯x來形成一尖頂磁場從而能如圖11中所示生成相互對向方向上的磁場30a、30b。
在第五實施例中，外圓柱部件31a和要被安置于外圓柱部件31a與內(nèi)圓柱部件31b之間的上板31c及下板31d均由磁性材料制成(圖中作陰影線部分)，內(nèi)圓柱部件31b由非磁性材料制成，一由磁性材料制成的輔助環(huán)80被固定到對應(yīng)于這樣的結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)磁體裝置中二超導(dǎo)線圈2a、2b之間部分的外圓柱部件31a的內(nèi)表面上。此圖中，數(shù)32標示插入拉晶裝置的空間部分(孔腔)的直徑。
因此，按帶此結(jié)構(gòu)的低溫箱，由于磁性物質(zhì)被加到對應(yīng)于在軸向方向上上、下超導(dǎo)線圈2a、2b的中央部分的外圓柱部件31a的表面上，此處漏磁場很大，所以吸收漏磁場的能力可進一步改善且線圈的磁動勢能進一步降低。
圖12為表明按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置第六實施例的一部分的縱向截面視圖。對與圖5的相同的部分加以同樣數(shù)碼，這里不再加以說明。僅給不同處進行描述。
第六實施例中，如圖12中所示，構(gòu)成真空容器的C字形框架的一后板(未圖示)、二側(cè)板53、一上板57和一下板58被覆蓋以由磁性材料制成的一上板91、一下板92和外板93及由多層非磁性材料制成的U字形內(nèi)板55。
因此，按此低溫箱，由內(nèi)部磁性物質(zhì)出來的漏磁場可被外部磁性物質(zhì)進一步降低。
圖13表示按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置第七實施例的真空容器中所設(shè)置的線圈的結(jié)構(gòu)。
第七實施例中，如圖31中所示，在超導(dǎo)線圈2a之外還設(shè)置一直徑大于此超導(dǎo)線圈的輔助線圈100以便生成一相對于超導(dǎo)線圈2a的為相反方向中的磁場。
在此情況下，如果輔助線圈的導(dǎo)體中心p處于角度g的范圍之外，此角度g由連接超導(dǎo)線圈2a及其對向線圈的對稱軸與線圈的中心軸M的交點N和超導(dǎo)線圈2a的外直徑部分對稱軸側(cè)的角度部分200及對向的角度部分201的連線202、203，或者連接交點N和內(nèi)直徑部分對稱軸側(cè)的角度部分204及對面的角度部分205的連結(jié)206、207所形成，例如，輔助線圈100的導(dǎo)體中心p存在于角度h的范圍內(nèi)，此角度h由連接交點N和在相對于超導(dǎo)線圈2a的線圈內(nèi)直徑部分對稱軸L及線圈繞組中心軸M的對面的角度部分204、205的連線206、207所形成，則其對降低中心軸M上的漏磁場有效，但對降低對稱軸L上的漏磁場無效。
而且如果輔助線圈100的導(dǎo)體中心P存在于一大于角度(g+h)的范圍內(nèi)，就可能與上述情況相反，即就是說，對降低對稱軸L上漏磁場有效而對降低中心軸M上的磁場無效。
在此實施例中，輔助線圈100的導(dǎo)體中心P被設(shè)置得使其置于由從輔助線圈100的截面所面對的主超導(dǎo)線圈2a的對稱軸與線圈繞組中心軸M的相交點N向超導(dǎo)線圈2a的截面的邊緣延伸的直線所形成的角度g內(nèi)。
因此，按具有上述結(jié)構(gòu)的線圈的低溫箱，由主線圈產(chǎn)生的漏磁場在外直徑方向(對稱軸L方向)和中心軸M方向上均能被輔助線圈100有效地抵消從而能在整體上提供具有很小磁動勢的高效磁體，因而能得到與采用磁性物質(zhì)的磁屏蔽方法相比更輕的重量。
圖14表示按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置的第八實施例的真空容器中所設(shè)置的線圈的結(jié)構(gòu)。對與圖13中的相同部件加以同樣數(shù)碼，在此不再加以說明。僅描述不同的部分。
在此第八實施例中，一由磁性材料制成的外板110被設(shè)置來作為在第七實施例的結(jié)構(gòu)上增加的真空容器的一部分。
因此，按具有上述結(jié)構(gòu)的低溫箱，漏磁場可進一步降低，主、輔線圈的磁動勢可較小。雖然在圖示實施例中是設(shè)置由磁性材料制成的外板作為真空容器的一部分，但將其設(shè)置作為將真空容器外的真空容器的內(nèi)部或外部的其他部件也可達到同樣的效果。
圖15表示按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置的第九實施例的真空容器中所設(shè)置的線圈的連接的結(jié)構(gòu)。
在此第九實施例中，相互對向地設(shè)置在一低溫箱123中的一對主線圈120、121作串聯(lián)連接，而主線圈120與一激勵功率源124相連接，主線圈121的兩端被短路并與此激勵功率源124的一端相連接。
在具有此線圈連接結(jié)構(gòu)的低溫箱中，一主線圈120被此外部激勵功率源124激勵從而生成磁場。這時，具有與主線圈120相同的電流值的為生成此磁場的電流以相反方向在低溫箱123中作電氣上短路的主線圈121中按照在主線圈120激勵期間產(chǎn)生的磁場隨時間的變化而流通。
因此，通過僅激勵主線圈120，另一主線圈121也被激勵。
由于此低溫箱中二主線圈在通常的連接結(jié)構(gòu)中被一般作電氣串聯(lián)連接，線圈的電感大于此實施例，而因此需要一具有大激勵電壓的功率源。按照此實施例，可采用一低容量功率源。
圖16表示按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置第十實施例的真容器中設(shè)置的線圈的連接的結(jié)構(gòu)。
在第十實施例中，如圖16中所示，設(shè)置在低溫箱123中的主線圈130、131被作電氣串聯(lián)連接以及其二端與一激勵功率源124相連接使得線圈能生成同方向的磁場或相反方向的磁場，并分別設(shè)置帶有二端短路的輔助線圈131a、131b。
因此，按上述結(jié)構(gòu)，由于為生成與主線圈的相反的方向中的磁場的電流可通過激勵主線圈130a、130b在輔助線圈131a、131b中感應(yīng)生成，所述無需用于輔助線圈的功率源。
圖17表示按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置第十一實施例的真空容器中設(shè)置的線圈的連接的結(jié)構(gòu)。
在第十一實施例中，在圖15中所示線圈連接結(jié)構(gòu)外還如圖16中那樣設(shè)置輔助線圈131a、131b。
因此，按上述結(jié)構(gòu)，由于主線圈121被配置得使線圈與主線圈120對向，生成尖頂磁場，進而輔助線圈131a、131b生成與各主線圈生成的磁場相反方向的磁場，于是能實現(xiàn)與第九和第十實施例中同樣的效果。
如前面所述，按照本發(fā)明的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置可取得下列效果(1)由于面向拉晶裝置的真空容器的部件為非磁性部件和其他不面向它的部件為磁性部件，所以向外泄漏的磁場能以與通常的同樣重量和尺寸而被降低。而且通過將磁性部件作得較厚而能進一步改善磁屏蔽效果；(2)由于磁場被防磁屏包圍在真空容器內(nèi)，于是內(nèi)部的磁場強度增大，這樣線圈的磁動勢即可較小。即就是，一線圈能由可利用低成本的少量匝數(shù)來產(chǎn)生的小容量功率源進行激勵；(3)由于面向拉晶裝置側(cè)的一部分也由磁性物質(zhì)制成，而能進一步改善磁屏蔽效果；(4)由于為生成相反方向磁場的輔助線圈被設(shè)置在預(yù)定的角度內(nèi)，而能有效地降低漏磁場。而且由對其加以磁性物質(zhì)，可達到進一步的效果；(5)由于相互鄰接安裝的磁體的磁干擾可由防磁屏防止，磁體可被以較小間隔安裝，從而能有效地利用安裝空間(6)由于漏磁場減小，磁體與其鄰近的磁性部件之間的吸力也減小，因而這些部件就不必要由非磁性物質(zhì)制成；(7)由于對設(shè)置在磁體鄰近的易受磁場影響的裝置如電動機和測量裝置等的作用減小，與通常情況相比這些裝置就可以被安裝在較接近磁體的位置中，從而使得拉晶裝置在整體上能做到較小的體積；和(8)由于低溫箱中主線圈和輔助線圈至少一個作電氣連接，可用小容量激勵功率源來激勵大的磁體。而且，通過采用這樣的連接，電感減小，因而可由此更快地作激勵變化和磁勢變化。
權(quán)利要求
1.一種用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置，包括一對在軸向方向上相互對向的環(huán)形超導(dǎo)線圈，它們之間配置拉晶裝置；包圍此超導(dǎo)線圈的一防輻射屏；和包圍此防輻射屏的一真空容器，其中此真空容器部件包括由非磁性物質(zhì)制成的面向拉晶裝置側(cè)的部分；和由磁性物質(zhì)制成的在另一側(cè)的部分。
2.按照權(quán)利要求1的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置，其中面向拉晶裝置的真空容器的部分由磁性物質(zhì)制成。
3.按照權(quán)利要求1的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置，其中相對于超導(dǎo)線圈的外直徑側(cè)和拉晶裝置對向側(cè)的真空容器部件的磁性材料中至少一個比其他的厚。
4.按照權(quán)利要求3的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置，其中這些磁性質(zhì)料中僅僅最接近超導(dǎo)線圈的部分被制得厚于其他部分。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一個的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置，其中真空容器的磁性部件包括帶有間隙的多層板的集合。
6.一種用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置，包括在軸向方向相互對向的環(huán)形超導(dǎo)線圈；分別包圍超導(dǎo)線圈的環(huán)形防輻射屏；和包圍環(huán)形防輻射屏的雙圓柱真空容器，其中在線圈內(nèi)直徑部分設(shè)置有空間以便能在此空間中配置拉晶裝置，其中在線圈的中央部分真空容器外直徑部件中設(shè)置延伸至磁體內(nèi)直徑側(cè)或外直徑側(cè)至少一個的磁性部件。
7.按照權(quán)利要求5的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置，其中真空容器的磁性部件包括帶有間隙的多層板的集合。
8.按照權(quán)利要求5的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置，其中上、下線圈中任一個的二端被作電氣短路。
9.一種用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置，包括一對在軸向方向上相互對向的環(huán)形超導(dǎo)線圈，在它們之間配置拉晶裝置；包圍超導(dǎo)線圈的防輻射屏，和包圍防輻射屏的真空容器，其中在由主超導(dǎo)線圈的對稱軸與超導(dǎo)線圈的中心軸的交點向著主超導(dǎo)線圈伸展的角度范圍內(nèi)設(shè)置為生成相對于主線圈所生成的相反方向上的磁場的輔助線圈。
10.按照權(quán)利要求9的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置，其中真空容器由磁性特質(zhì)制成。
11.按照權(quán)利要求9的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置，其中輔助線圈的二端被作電氣短路。
12.按照權(quán)利要求11的用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置，其中相互對向的主線圈中任一個的二端被作電氣短路。
全文摘要
本發(fā)明提供一用于拉晶裝置的超導(dǎo)磁體裝置，包括一對相互對向的環(huán)形超導(dǎo)線圈，它們之間配置拉晶裝置，包圍超導(dǎo)線圈的防輻射屏，包圍此防輻射屏的真空容器，其中，在面向拉晶裝置側(cè)的真空容器部件51由非磁性物質(zhì)制成，而在其他側(cè)的真空容器部件52由磁性物質(zhì)制成。
文檔編號H01F6/00GK1227285SQ9910068
公開日1999年9月1日 申請日期1999年2月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月17日
發(fā)明者佐佐木高士, 新政憲 申請人:東芝株式會社