全新一代完全無液氦綜合物性測量系統(tǒng)-PPMS DynaCool
美國QuantumDesign公司近期隆重推出全新產(chǎn)品-完全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計VersaLab（3T，50K-400K）之后，QuantumDesign公司推出的第二款完全無需液氦等任何制冷劑的測量系統(tǒng)。
PPMSDynaCool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PPMSDynaCool系統(tǒng)完全不需要液氦等任何制冷劑，系統(tǒng)使用一個二脈沖管制冷機同時為超導(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)主機就已經(jīng)集成了產(chǎn)生<10-4Torr高真空的冷泵，從而使PPMSDynaCool能與所有相關(guān)選件升兼容。
| 基系統(tǒng)特點： * 完全無需液氦或液氮等任何制冷劑 * 溫度范圍：<1.9K–400K * 連續(xù)低溫控制：能在4.2K以下無限時控溫，且能連續(xù)平滑通過4.2K 液氦相變點 * 可控的溫度掃描模式 * 完全自動化控制所有功能選件 * 主機內(nèi)置冷泵提供10-4Torr高真空 * 基于CAN的電路構(gòu)架增強選件之間的兼容性 * 具有節(jié)能的Standby模式，并能迅速恢復(fù)至正常運行 | 系統(tǒng)原理圖 |
| 溫度參數(shù)： * 溫度范圍：1.85K-400K * VSM高溫爐可擴展高溫至1000K * He3制冷機可擴展低溫至0.5K * 稀釋制冷機可擴展低溫至50mK * 降溫時間：從300K降至1.9K并穩(wěn)定<40min * 溫度穩(wěn)定性：±0.1%forT<20K（典型值） * ±0.02%forT>20K（典型值) * 控溫模式：連續(xù)低溫控制和溫度掃描模式 | PPMSDynaCool溫度掃描曲線，300K降至1.9K少于40分鐘 |
磁場參數(shù)：9T磁體 磁場范圍：±90000Oe 達到滿場時間：<8min 掃場速率：0.1——200Oe/S 初次啟動時間：~16小時 | 14T磁體 磁場范圍：±140000Oe 達到滿場時間：<40min 掃場速率：0.2——120Oe/S（低場時更快） 初次啟動時間：~40小時 |
PPMS平臺提供多種測量手段
功能選件——磁學測量 振動樣品磁強計選件（VSM） 采用長程電磁力驅(qū)動馬達，比傳統(tǒng)VSM馬達噪音更低。 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的高溫擴展至1000K VSM測量參數(shù)： 靈敏度: < 10-6emu/tesla 噪音基: 6 x 10-7emu rms 度: < 5 x 10-6emu/tesla 振動頻率: 40 Hz 振動幅值: 0.5 to 10 mm 大可測磁矩: ~ 40 emu 大可測量磁矩: ~ 75 emu 探測線圈內(nèi)徑: 6.3 mm I.D. 12 mm I.D.（可選） | |
新型交流磁學性質(zhì)測量選件ACMS II 可同時測AC和DC的磁學性質(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 10-8emu 交流場: 0.005 Oe – 15 Oe (peak) 頻率: 10 Hz – 10 KHz 特有的校準線圈組逐點測量并消除了背景相漂移 直流磁化強度 靈敏度: 5 x 10-6emu | |
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)磁性變化的解決方案?？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 10-4emu 可控電子快門 | |
扭矩磁強計選件（Torque Magnetometer） 磁各向異性的高精度測量組件。 扭矩背景噪音： 1×10-9Nm 磁矩靈敏度： 1×10-7 emu @ 9T 1×10-8emu @ 14T 扭矩測量范圍： ±10-5Nm 芯片尺寸： 6×6×1 mm3 安裝樣品區(qū)域： 2×2 mm2 大樣品尺寸： 1.5×1.5×0.5 mm3 大樣品質(zhì)量： 10 mg 角速度（度/秒）： 0.05 - 10（標準型） 0.0045 - 1（高精度型） 角度步長： 0.05°（標準型） 0.0045°（高精度型） | |
功能選件——電學測量 直流電輸運選件（ DC Resistivity ） 電流范圍： 5nA - 5mA 高電壓： 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 |
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功能選件——熱學測量 比熱測量選件（Heat Capacity） ? 高精度、高自動化程度的設(shè)計 ? 便捷的樣品安裝裝置 ? 具有自動馳豫的精密量熱學技術(shù) ? 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 ? 采用出色的雙 τ (two tau model? )模型擬合技術(shù) ? 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 制冷機可達<0.4 K 配合稀釋制冷機可達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%） | |
熱輸運測量選件（TTO） ? 特的設(shè)計使得PPMS配合該選件, 能夠進行以下參數(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) ? 利用專用的樣品托進行樣品安裝和固定, 不需要特殊的樣品桿 ? 四端頭引線法將接線頭的熱阻和電阻效應(yīng)降到低 ? 在溫度不斷變化的情況下進行連續(xù)測量,能夠得到高密度的數(shù)據(jù) ? 特有的系統(tǒng)自適應(yīng)測量方案非常適合研究陌生材料 ? 軟件可以的動態(tài)建立熱流量模型，補償各種可能的系統(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 |
QuantumDesign全新推出AC-DR、膨脹系數(shù)、光電輸運選件
AC-DR稀釋制冷機專用交流磁化率選件
全新AC-DR選件配合PPMS稀釋制冷機使用，能夠?qū)崿F(xiàn)50mk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
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
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