DynaCool 全新一代*無液氦綜合物性測量系統(tǒng)
美國Quantum Design公司近期隆重推出產(chǎn)品-*無液氦綜合物性測量系統(tǒng)PPMS®DynaCool™。它是繼多功能振動樣品磁強(qiáng)計VersaLab(3T,50K-400K)之后,Quantum Design公司推出的第二款*無需液氦等任何制冷劑的測量系統(tǒng)。
PPMS DynaCool在功能上仍然是一臺PPMS系統(tǒng),具有以往PPMS系統(tǒng)的所有測量功能。然而由于其杜瓦內(nèi)部的重新優(yōu)化設(shè)計,使得PPMS DynaCool系統(tǒng)*不需要液氦等任何制冷劑,系統(tǒng)使用一個二級脈沖管制冷機(jī)同時為超導(dǎo)磁體和樣品測量提供超低振動的低溫環(huán)境。并且系統(tǒng)主機(jī)就已經(jīng)集成了產(chǎn)生<10-4Torr高真空的冷泵,從而使PPMS DynaCool能與所有相關(guān)選件升級兼容。
系統(tǒng)原理圖:
PPMS 平臺提供多種測量手段
功能選件——磁學(xué)測量 振動樣品磁強(qiáng)計選件(VSM) 采用長程電磁力驅(qū)動馬達(dá),比傳統(tǒng)VSM馬達(dá)噪音更低。 采用超導(dǎo)磁體,磁場均勻度比傳統(tǒng)電磁鐵更好。 采用新型控溫技術(shù),比傳統(tǒng)VSM控溫更好。 高溫爐組件可將VSM的高溫擴(kuò)展至1000K VSM測量參數(shù): 靈敏度: < 10-6 emu/tesla 噪音基: 6 x 10-7 emu rms 精確度: < 5 x 10-6 emu/tesla 振動頻率: 40 Hz 振動幅值: 0.5 to 10 mm 可測磁矩: ~ 40 emu 可測量磁矩: ~ 75 emu 探測線圈內(nèi)徑: 6.3 mm I.D. 12 mm I.D.(可選) |
長程電磁驅(qū)動高精度馬達(dá) |
新型交流磁學(xué)性質(zhì)測量選件ACMS II 可同時測AC和DC的磁學(xué)性質(zhì),而且測交流磁化率精度很高,可與SQUID媲美。 交流磁化率 靈敏度: 1 x 10-8 emu 交流場: 0.005 Oe – 15 Oe (peak) 頻率: 10 Hz – 10 KHz *的校準(zhǔn)線圈組逐點測量并消除了背景相漂移
直流磁化強(qiáng)度 靈敏度: 5 x 10-6 emu |
交流磁化率線圈原理圖 |
光誘導(dǎo)磁測量選件(VSM FOSH) 該組件為研究光激發(fā)情況下物質(zhì)磁性變化的選擇??蛇x波長連續(xù)可調(diào)的光源。 單色光源 (MLS) 波長范圍: 360 nm to 845 nm 光源: 氙燈 – 150 W 光纖:325 - 900 nm (D320-UV) 375-2250 nm (D320-IR) 樣品尺寸: 1.6 mm (max) 靈敏度: < 1 x 10-4 emu 可控電子快門 |
光磁樣品桿 |
扭矩磁強(qiáng)計選件(Torque Magnetometer) 磁各向異性的高精度測量組件。 扭矩背景噪音: 1×10-9 Nm 磁矩靈敏度: 1×10-7 emu @ 9T 1×10-8 emu @ 14T 扭矩測量范圍: ±10-5 Nm 芯片尺寸: 6×6×1 mm3 安裝樣品區(qū)域: 2×2 mm2 樣品尺寸: 1.5×1.5×0.5 mm3 樣品質(zhì)量: 10 mg 角速度(度/秒): 0.05 - 10(標(biāo)準(zhǔn)型) 0.0045 - 1(高精度 型) 角度步長: 0.05°(標(biāo)準(zhǔn)型)0.0045°(高精度型) |
磁扭矩高精度芯片
磁各向異性測量所用旋轉(zhuǎn)樣品桿 |
功能選件——電學(xué)測量
直流電輸運選件( DC Resistivity ) 電流范圍: 5nA - 5mA 電壓: 95mV 電壓靈敏度: 20nV (典型值) 電阻測量范圍: 4μΩ - 4MΩ 測量精度: 0.01% (典型值)
高級電輸運測量選件(ETO) 噪聲基:1 nV/rtHz 電壓輸出范圍:± 4.5 V (一倍增益時) 電流范圍:10nA-100mA 持續(xù)操作 頻率范圍:直流或交流(0.1Hz-200Hz) 電阻測量精度:0.1% (R < 200 kΩ) 0.2% (R > 200 kΩ) 相對靈敏度:± 10 nΩ RMS (典型值) 電阻測量范圍:四線法10-8Ω-106Ω 二線法106Ω-1010Ω |
電測量用樣品托
范德堡法測電阻 channel1四點法測電阻 channel2霍爾測量 |
功能選件——熱學(xué)測量
比熱測量選件(Heat Capacity) l 高精度、高自動化程度的設(shè)計 l 便捷的樣品安裝裝置 l 具有自動馳豫的精密量熱學(xué)技術(shù) l 具有完備的數(shù)據(jù)收集電子設(shè)備和數(shù)據(jù)分析軟件 l 采用出色的雙 ι (two tau model™ )模型擬合技術(shù) l 對于每一個測量點系統(tǒng)自動計算和記錄德拜溫度 測量溫度范圍:1.9K - 400K(從2K開始出點) 配合He3 制冷機(jī)可達(dá)<0.4 K 配合稀釋制冷機(jī)可達(dá)50 mK 可測比熱范圍:1μJ/K – 100mJ/K 樣品尺寸: 1mg - 500mg(典型值20mg) 測量靈敏度: 10nJ/K @2K 測量精度: <5% @2K - 300K(典型值<2%) |
比熱專用樣品托
不同磁場下比熱隨溫度的變化曲線 |
熱輸運測量選件(TTO) · *的設(shè)計使得PPMS配合該選件, 能夠進(jìn)行以下參數(shù)的測量: AC 電阻率 熱導(dǎo); 熱導(dǎo)率 塞貝克系數(shù) 熱電品質(zhì)因數(shù) · 在溫度不斷變化的情況下進(jìn)行連續(xù)測量,能夠得到高密度的數(shù)據(jù) · *的系統(tǒng)自適應(yīng)測量方案非常適合研究陌生材料 · 軟件可以精確的動態(tài)建立熱流量模型,補(bǔ)償各種 可能的系統(tǒng)誤差 · 全自動的測量過程,操作簡單 熱傳導(dǎo)測量精度 ± 5 %或± 2 μW/K, T < 15 K ± 5 %或± 20 μW/K, 15 K < T < 200 K ± 5 %或± 0.5 mW/K,200 K < T < 300 K ± 5 %或± 1 mW/K, T > 300 K Seebeck 系數(shù) 測量精度:± 5 %或± 0.5μV/K 或± 2 μV 測量范圍:1 μV/K - 1 V/K |
熱輸運測量樣品示意圖
熱輸運腔外檢測裝置
電阻率測量 電流200mA 品質(zhì)因子測量 測量精度:±15%(取決于S) 測量速度(典型值) ±0.5 K/min,T>20 K;±0.2 K/min,T<20 K |
QuantumDesign2017年全新推出AC-DR、膨脹系數(shù)、光電輸運選件
AC-DR稀釋制冷機(jī)專用交流磁化率選件
全新AC-DR選件配合PPMS稀釋制冷機(jī)使用,能夠?qū)崿F(xiàn)50mk極限低溫下的交流磁化率測量。
頻率范圍:10Hz-10kHz
溫度范圍:50mK-4K
Dilatometer膨脹系數(shù)選件(Beta)
S. Ran et. al (2015 Dec). Thermal expansion and high magnetic field electrical transport measurements
on Fe substituted URu2Si2. Poster session at the Big Ideas, San Diego, Ca.
光電輸運選件