Heat transfer studies at dielectric metal interfaces at ultra-low temperatures

ensemble_dilution
Figure 1: Picture of the Cu mixing chamber. Figure 2: Thermal resistivity measured at a double sapphire to indium interface with Indium forced normal conducting by a background magnetic field of 32 mT.

The Cryolab dilution refrigerator enables research at ultra-low temperatures T<300 mK and the focus is on studying the heat transfer mechanisms at metal dielectric interfaces, which is dominated by the Kapitza thermal resistivity. The dilution refrigerator reaches a minimum temperature of T<20 mK (lowest recorded single shot temperature 9.85 ± 0.27 mK), with a capacity map shown in the figure. It also features a coil that can be powered with 3 A creating a 32.3 mT background magnetic field, to force e.g. otherwise superconducting layers like indium or titanium to the normal conducting state.

 

Le réfrigérateur à dilution du Cryolab permet la réalisation d’expériences à ultra-basse températures (T<300 mK). Il a permis, par exemple, l’étude des mécanismes de transfert thermique dans des interfaces diélectriques métalliques, dominées par la résistivité thermique Kapitza. Ce réfrigérateur à dilution peut atteindre une température minimale inférieure à 20 mK (la température la plus basse ponctuelle obtenue a été de 9.85 +/-0.27 mK) et sa courbe de température en fonction des apports thermiques est illustrée dans la figure en bas à droite. Ce dispositif contient aussi une bobine capable de générer un champ magnétique de 32.3 mT avec un courant de 3 A, qui permet de faire transiter des couches supraconductrices d’indium ou de titanium vers leur état de conducteur normal par exemple.