只爭朝夕,不負(fù)韶華，翻開2020年新的篇章，為滿足國內(nèi)日益增長的測試需求，更好的為廣大科研工作者服務(wù)，Quantum Design中國子公司北京總部的樣機實驗室迎來了一個嶄新而又熟悉的伙伴—PPMS DynaCool無液氦綜合物性測量系統(tǒng)。
此次引進(jìn)的DynaCool樣機擁有9T的強磁場和1.9K-400K的變溫環(huán)境，同時配備了常用的電學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)測量功能，并會在未來繼續(xù)增加更豐富的測量選件。為方便大家了解PPMS DynaCool系統(tǒng)的功能以及之后的測試申請，我們將對此套PPMS DynaCool系統(tǒng)目前配備的選件及應(yīng)用進(jìn)行介紹：
PPMS 直流電輸運測量選件(DCR)
直流電輸運測量選件采用樣品托設(shè)計，用標(biāo)準(zhǔn)4引線法測量樣品的直流電阻，每次可同時測量三個樣品，并能夠針對每個通道的樣品分別設(shè)定激勵電流或大功率。能夠在全溫區(qū)全磁場范圍內(nèi)測量?10 μΩ - 5 MΩ的材料電阻。
直流電輸運選件測量的NbTi合金在不同磁場下的Tc相變點變化
振動樣品磁強計選件（VSM）
與傳統(tǒng)的電磁鐵VSM相比，PPMS系統(tǒng)上的VSM在很多方面都更具優(yōu)越性。先，PPMS系統(tǒng)選取了磁場方向與樣品振動方向平行的VSM，與傳統(tǒng)電磁鐵中磁場方向垂直于樣品振動方向的VSM相比，其測量精度大幅度提升。其次， PPMS系統(tǒng)的VSM采用線性電磁驅(qū)動馬達(dá)，測量速率快、精度高且振動頻率幅度連續(xù)可調(diào)，能在1秒內(nèi)采集到靈敏度<10-6emu的磁信號。后，得益于PPMS DynaCool系統(tǒng)磁體均勻度高、控溫系統(tǒng)穩(wěn)定的優(yōu)勢，也為VSM測量的度提供了良好的保障。
室溫環(huán)境下高度各向異性的FePt薄膜，面內(nèi)掃場的磁滯回線
熱學(xué)輸運測量選件(TTO)
熱輸運測量選件(TTO)可同時連續(xù)地測量熱傳導(dǎo)系數(shù)、Seebeck系數(shù)(熱電勢)和交流電阻率，并由此得出熱電性能指數(shù)(ZT)的指標(biāo)。在高真空環(huán)境下，選件通過給樣品施加方波脈沖加熱功率，并記錄其溫度和電壓響應(yīng)來實現(xiàn)對樣品熱輸運性能的連續(xù)測量。 進(jìn)一步基于熱電路模型的擬合算法從測量曲線中計算出樣品的熱導(dǎo)率和熱功率，同時進(jìn)行電阻測量。該選件可以在 PPMS提供的整個溫度和磁場范圍內(nèi)自動計算樣品ZT值。
典型的熱輸運測量曲線圖，包含熱導(dǎo)率、Seebeck系數(shù)、電阻率以及通過計算得到的ZT值
比熱測量選件(HC)
比熱選件是一個基于樣品托設(shè)計的微量熱計，結(jié)合主機自帶的高真空和磁場低溫環(huán)境實現(xiàn)在全溫度和磁場范圍的樣品比熱容測量。通過脈沖熱功率和溫度遲豫響應(yīng)建立的雙τ模型能夠準(zhǔn)確擬合出被測樣品的熱容。該選件憑借簡易而精致的實驗設(shè)計方案獲得了R&D100設(shè)計大獎。
NbTi合金在9K附近超導(dǎo)相變的比熱測量曲線
