只爭(zhēng)朝夕,不負(fù)韶華，翻開2020年新的篇章，為滿足國(guó)內(nèi)日益增長(zhǎng)的測(cè)試需求，更好的為廣大科研工作者服務(wù)，Quantum Design中國(guó)子公司北京總部的樣機(jī)實(shí)驗(yàn)室迎來了一個(gè)嶄新而又熟悉的伙伴—PPMS DynaCool無(wú)液氦綜合物性測(cè)量系統(tǒng)。 

此次引進(jìn)的DynaCool樣機(jī)擁有9T的強(qiáng)磁場(chǎng)和1.9K-400K的變溫環(huán)境，同時(shí)配備了常用的電學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)測(cè)量功能，并會(huì)在未來繼續(xù)增加更豐富的測(cè)量選件。為方便大家了解PPMS DynaCool系統(tǒng)的功能以及之后的測(cè)試申請(qǐng)，我們將對(duì)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(yùn)測(cè)量選件(DCR)

直流電輸運(yùn)測(cè)量選件采用樣品托專利設(shè)計(jì)，用標(biāo)準(zhǔn)4引線法測(cè)量樣品的直流電阻，每次可同時(shí)測(cè)量三個(gè)樣品，并能夠針對(duì)每個(gè)通道的樣品分別設(shè)定激勵(lì)電流或最大功率。能夠在全溫區(qū)全磁場(chǎng)范圍內(nèi)測(cè)量?10 - 5 M 的材料電阻。 

直流電輸運(yùn)選件測(cè)量的NbTi合金在不同磁場(chǎng)下的Tc相變點(diǎn)變化

振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)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。首先，PPMS系統(tǒng)選取了磁場(chǎng)方向與樣品振動(dòng)方向平行的VSM，與傳統(tǒng)電磁鐵中磁場(chǎng)方向垂直于樣品振動(dòng)方向的VSM相比，其測(cè)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(dòng)馬達(dá)，測(cè)量速率快、精度高且振動(dòng)頻率幅度連續(xù)可調(diào)，能在1秒內(nèi)采集到靈敏度-6emu的磁信號(hào)。最后，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(shì)，也為VSM測(cè)量的精確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(chǎng)的磁滯回線

熱學(xué)輸運(yùn)測(cè)量選件(TTO)

熱輸運(yùn)測(cè)量選件(TTO)可同時(shí)連續(xù)地測(cè)量熱傳導(dǎo)系數(shù)、Seebeck系數(shù)(熱電勢(shì))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(shí)現(xiàn)對(duì)樣品熱輸運(yùn)性能的連續(xù)測(cè)量。 進(jìn)一步基于熱電路模型的擬合算法從測(cè)量曲線中計(jì)算出樣品的熱導(dǎo)率和熱功率，同時(shí)進(jìn)行電阻測(cè)量。該選件可以在 PPMS提供的整個(gè)溫度和磁場(chǎng)范圍內(nèi)自動(dòng)計(jì)算樣品ZT值。

典型的熱輸運(yùn)測(cè)量曲線圖，包含熱導(dǎo)率、Seebeck系數(shù)、電阻率以及通過計(jì)算得到的ZT值

比熱測(cè)量選件(HC)

比熱選件是一個(gè)基于樣品托設(shè)計(jì)的微量熱計(jì)，結(jié)合主機(jī)自帶的高真空和磁場(chǎng)低溫環(huán)境實(shí)現(xiàn)在全溫度和磁場(chǎng)范圍的樣品比熱容測(cè)量。通過脈沖熱功率和溫度遲豫響應(yīng)建立的雙 模型能夠準(zhǔn)確擬合出被測(cè)樣品的熱容。該選件憑借簡(jiǎn)易而精致的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案獲得了R&D100設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)。 

NbTi合金在9K附近超導(dǎo)相變的比熱測(cè)量曲線