磁性测量系统 / MPMS 美国 Quantum Design 公司

发布时间:2018-05-30 15:34来源:admin 0 点击收藏

MPMS磁学测量系统是由美国Quantum Design公司开发的基于SQUID探测技术的高精度磁学测量仪器。其中SQUID(Superconducting QUantum Interference Device)是MPMS高灵敏度的根源,因此人们常常直接以SQUID来称呼MPMS。



MPMS系统磁学测量精度最高可达10^-9 emu,基系统的测量温度范围为1.9K - 400K (可购买选件拓展至0.48K - 1000K),同时设备由超导磁体提供最高到7特斯拉的外加磁场。7T以上的磁噪声会使SQUID的测量精度明显下降,因此MPMS系统不配备7T以上的磁体。


MPMS系统由一个基系统和各种测量及拓展选件组成。用户首先选择一个基系统,在功能上基系统提供了一个集温度、磁场、控制软硬件部分于一体的测量平台以及基本的SQUID直流磁学测量功能。其中主要包含内置超导磁体、低温杜瓦、温控系统、磁场控制系统、MPMS系统中央控制平台,SQUID探测单元等。在此基础上,用户进一步根据自己研究的需要选择购买MPMS上其他各种拓展功能的选件,来实现在此低温强磁场平台上的更多测量功能。

Qunatum Design公司提供两个系列的MPMS磁学测量系统供用户选择,分别为:MPMS (SQUID) XL系列和MPMS (SQUID) VSM,前者简称为MPMS XL系列,后者简称为SQUID-VSM。

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MPMS(SQUID)XL系列

Quantum Design 公司的 MPMS 系列产品一直蜚声于磁学研究领域。MPMS 系统带有超导磁体和液氦温控系统,提供了高磁场极低温的测量环境,内置专利设计的射频 SQUID 用来检测磁信号,整个测量过程(包括数据的采集处理分析)高度自动化。MPMS XL 系统“应用范围、信号灵敏度、温控范围、温控精度和速度、磁场均匀度、参数测量精确和可靠性、控制自动化程度”等各个指标远远的超出同类产品。利用 MPMS XL 系列产品可以在高磁场 (最高可达7 T) 极低温 (最低可达 1.9 K) 的环境下进行精度 AC 磁化率测量、DC 磁化强度测量、以及光照条件下磁学研究,还可以进行精密电学的测量。


MPMS(SQUID)VSM

MPMS(SQUID)VSMMPMS(SQUID)VSM

2006 年 3 月 13 日,Quantum Design 公司在美国物理协会年会上,发布了最新设计的磁学测量系统:MPMS(SQUID)VSM 系统,简称SQUID-VSM。该系统虽然仍旧基于SQUID探测技术,但不是MPMS(SQUID)XL系列的简单升级。SQUID-VSM系统是Quantum Design公司潜心开发多年的结晶,Quantum Design在该产品上集成了大量的全新专利技术。

较MPMS XL磁学测量系统,SQUID-VSM最大的特点是在具有超高灵敏度的同时又有惊人的测量速度。这主要得益于该系统采用了Quantum Design公司的FastLab™快速数据采集技术、RapidTemp™快速控温技术以及QuickSwitch™超导开关技术等一系列专利技术。上述这些新技术的采用使得在同样条件下,SQUID-VSM系统的测量时间要大大地少于MPMS XL系统。

正是因为它将精细测量精度的SQUID技术和迅捷测量速度的VSM技术完美地结合在一起,因此这个新一代的MPMS系统被称为SQUID-VSM。


相关技术



1)RapidTemp™快速温控技术

系统从300K匀速降至10K仅需15分钟,从10K稳定到1.8K也仅需5分钟

2)QuickSwitch™超导开关技术

超导开关在超导态和正常态之间的转换仅需要1秒钟时间

3)FastLab™快速数据采集技术

系统的超导磁体允许最大700Oe/s的励磁速度,在零场下仅需4秒数据平均时间(data average time),系统便能达到1×10^-8 emu的测量精度;并且系统允许用户在扫场模式下进行高精度的测量。


技术参数



温度区间: 1.8~400 K 连续控制

降温速度: 30 K/min 300 K>T>10 K

10 K/min 10 K>T>1.8 K

样品腔内径: 9 mm

磁场强度: ±7 特斯拉

磁场均匀度: 4 cm 范围内达到 0.01%

励磁速度: 最大700 Oe/s

样品振动范围:0.1-8 mm (峰值)

最大测量磁矩:10 emu

测量精度: <1×10^-8 emu H=0 T (4 秒测量时间)

<5×10^-8 emu H=7 T (4 秒测量时间)


标签:测量,系统,美国,公司,Design

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