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【实验室动态】QD中国北京实验室引进完全无液氦综合物性测量系统 Dynacool样机

仪器信息网 2020/01/14 09:34:56 点击 40 次

只争朝夕,不负韶华,翻开2020年新的篇章,为满足国内日益增长的测试需求,更好的为广大科研工作者服务,Quantum Design中国子公司北京总部的样机实验室迎来了一个崭新而又熟悉的伙伴—PPMS DynaCool无液氦综合物性测量系统。  

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此次引进的DynaCool样机拥有9T的强磁场和1.9K-400K的变温环境,同时配备了常用的电学、磁学、热学测量功能,并会在未来继续增加更丰富的测量选件。为方便大家了解PPMS DynaCool系统的功能以及之后的测试申请,我们将对此套PPMS DynaCool系统目前配备的选件及应用进行介绍:

 

PPMS 直流电输运测量选件(DCR)


直流电输运测量选件采用样品托专利设计,用标准4引线法测量样品的直流电阻,每次可同时测量三个样品,并能够针对每个通道的样品分别设定激励电流或最大功率。能够在全温区全磁场范围内测量?10 μΩ - 5 MΩ的材料电阻。 

直流电输运选件测量的NbTi合金在不同磁场下的Tc相变点变化

 

振动样品磁强计选件(VSM) 


与传统的电磁铁VSM相比,PPMS系统上的VSM在很多方面都更具优越性。首先,PPMS系统选取了磁场方向与样品振动方向平行的VSM,与传统电磁铁中磁场方向垂直于样品振动方向的VSM相比,其测量精度大幅度提升。其次, PPMS系统的VSM采用线性电磁驱动马达,测量速率快、精度高且振动频率幅度连续可调,能在1秒内采集到灵敏度<10-6emu的磁信号。最后,得益于PPMS DynaCool系统磁体均匀度高、控温系统稳定的优势,也为VSM测量的精确度提供了良好的保障。

室温环境下高度各向异性的FePt薄膜,面内扫场的磁滞回线

 

热学输运测量选件(TTO)

 

热输运测量选件(TTO)可同时连续地测量热传导系数、Seebeck系数(热电势)和交流电阻率,并由此得出热电性能指数(ZT)的指标。在高真空环境下,选件通过给样品施加方波脉冲加热功率,并记录其温度和电压响应来实现对样品热输运性能的连续测量。 进一步基于热电路模型的拟合算法从测量曲线中计算出样品的热导率和热功率,同时进行电阻测量。该选件可以在 PPMS提供的整个温度和磁场范围内自动计算样品ZT值。

典型的热输运测量曲线图,包含热导率、Seebeck系数、电阻率以及通过计算得到的ZT值

 

比热测量选件(HC)

 

比热选件是一个基于样品托设计的微量热计,结合主机自带的高真空和磁场低温环境实现在全温度和磁场范围的样品比热容测量。通过脉冲热功率和温度迟豫响应建立的双τ模型能够准确拟合出被测样品的热容。该选件凭借简易而精致的实验设计方案获得了R&D100设计大奖。 

NbTi合金在9K附近超导相变的比热测量曲线

[来源:QUANTUM量子科学]  
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