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集磁電熱測量多功于一體的振動樣品磁強(qiáng)計-VersaLab
集磁電熱測量多功于一體的振動樣品磁強(qiáng)計-VersaLab

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美國

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深圳市藍(lán)星宇電子科技有限公司

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集磁、電、熱測量多功于一體的振動樣品磁強(qiáng)計---VersaLab

美國Quantum Design公司是由世界上**臺SQUID磁強(qiáng)計的設(shè)計者創(chuàng)立,坐落于美國加州圣迭戈市。在公司成立的二十多年里,Quantum Design公司專注于打造兩種產(chǎn)品線—SQUID磁學(xué)測量系統(tǒng)(MPMS)和綜合物性測量系統(tǒng)(PPMS),它們已經(jīng)成為研究領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)可靠的標(biāo)志,被廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)及材料科學(xué)等眾多研究領(lǐng)域,遍布幾乎所有世界一流相關(guān)實(shí)驗(yàn)室。2007年1月美國Quantum Design公司鄭重推出了第三種產(chǎn)品—多功能振動樣品磁強(qiáng)計(VSM)—VersaLab,它是Quantum Design公司推出的**種無液氦多功能振動樣品磁強(qiáng)計系統(tǒng),**磁場為3 T,溫度范圍為50~400 K??梢匀詣痈呔鹊倪M(jìn)行磁、電、熱等多種物性測量。

從某種意義上來說,VersaLab也是一種經(jīng)濟(jì)型的PPMS系統(tǒng)(Quantum Design公司一種廣為認(rèn)可的材料研究大平臺),因?yàn)閂ersaLab上的測量選件如磁學(xué)、電輸運(yùn)、比熱等都是從PPMS上移植過來的,是非常成熟可靠的技術(shù),經(jīng)過了長時間的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn),這些測量方法的可靠性和便捷性在過去的十幾年中已經(jīng)得到世界科學(xué)界的廣泛認(rèn)可。與PPMS相比,VersaLab的測量功能和精度幾乎完全相同,只不過磁場略低、溫區(qū)略窄,但產(chǎn)品的諸多新特點(diǎn)使得用戶的購買成本和運(yùn)行成本大大降低。

主要特征

1.集合磁、電學(xué)、熱等高精度測量,功能強(qiáng)大

2.50-1000K測量全程無需液氦或液氮,(微型制冷機(jī)冷卻超導(dǎo)磁體以及樣品室)

3.**技術(shù)提供更高溫度控制精度

4.超導(dǎo)磁體提供更均勻的背景磁場

5. 高低溫下均可達(dá)到**3特斯拉磁場

6.無磁極間距調(diào)整及鞍區(qū)調(diào)整等復(fù)雜操作

7.高磁場下長期運(yùn)行也無需冷卻水

8.單相電源供電(220V)能耗小(2.4KW)

9.體積小巧,便于移動(重86 kg高1.31m);

**研發(fā)科學(xué)家Dr. Jim O’brien 和VersaLab,從中可以看出設(shè)備非常小巧。

豐富多樣的選件:

樣品水平旋轉(zhuǎn)桿選件(磁學(xué)、電學(xué)測量)

VersaLab上的樣品水平旋轉(zhuǎn)桿選件是用于測量與角度相關(guān)聯(lián)的電和磁性質(zhì),例如電阻率、霍爾效應(yīng)、臨界電流、伏安特性以及磁各向異性等。樣品安裝在能夠輕易拆裝的帶有鍍金引線的樣品板上,僅需要將特定功能的樣品板插入到旋轉(zhuǎn)臺上就能進(jìn)行角度相關(guān)測量,在測量的過程中轉(zhuǎn)桿由步進(jìn)馬達(dá)控制按照輸入的轉(zhuǎn)動精度進(jìn)行全自動轉(zhuǎn)動。

技術(shù)參數(shù)

轉(zhuǎn)角范圍: -10° to 370°

角度轉(zhuǎn)動步長: 0.05°或0.0045° (高精度)

轉(zhuǎn)動重復(fù)性: < 1.0°

轉(zhuǎn)動速度: 10°每秒或1°每秒(高精度)

VSM 高溫爐選件

VersaLab上VSM的高溫爐選件用于擴(kuò)展磁學(xué)測量的溫度區(qū)間,**可以達(dá)到1000K。采用**的樣品腔真空絕熱技術(shù)而沒有采用任何加熱爐腔,既沒有引入噪聲源保證了高溫磁測量精度而且操作非常簡單易行。

高溫磁學(xué)測量技術(shù)參數(shù)

穩(wěn)定工作溫度: 300-1100K

均方根靈敏度: <10-5 emu

噪音基: <10-5 emu rms

溫度測量精確度: 0.5K

電輸運(yùn)測量選件

磁、電測量往往密不可分,VersaLab系統(tǒng)**推出的VersaLab電測量選件,允許用戶在50-400K,±3T的系統(tǒng)環(huán)境下全自動的進(jìn)行諸如電阻、微分電阻(非線性電阻)、磁電阻、伏安特性和霍爾效應(yīng)等各種電學(xué)測量。

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 (typical)

電阻測量范圍:四線法10-8Ω-106Ω

二線法106Ω-5X109Ω

比熱測量選件

比熱是非常重要的物理量,但是實(shí)驗(yàn)上很難獲得高品質(zhì)的比熱測量數(shù)據(jù)。Quantum Design公司采用了熱馳豫法,使用****的雙τ模型**技術(shù)對馳豫曲線進(jìn)行擬合,全自動快速精確地獲得變溫和變場下的高質(zhì)量比熱數(shù)據(jù),該項技術(shù)曾獲得1998年世界“R&D100”大獎。

測量溫度范圍:50-400K

磁場范圍: ±3T

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(yùn)測量選件

熱輸運(yùn)選件可以同時測量樣品的熱傳導(dǎo)系數(shù)、Seebeck系數(shù)(熱電勢)和交流電阻率,并根據(jù)這三個數(shù)據(jù)計算出熱電材料的品質(zhì)因子。樣品測量采用樣品托的方式,并配套有專用的樣品安裝工具

技術(shù)參數(shù)

熱傳導(dǎo)測量精度:± 5 %

Seebeck系數(shù)測量精度:± 5 %

Seebeck系數(shù)測量范圍:1 μV/K - 1 V/K

品質(zhì)因子測量精度:± 15 %(取決于S)

多功能樣品桿選件

多功能樣品桿能夠方便用戶將外接儀表的電源引線、信號采集線、光纖、微波導(dǎo)管等引入VersaLab系統(tǒng)的樣品室內(nèi),從而可以進(jìn)行例如鐵電、介電、激光或微波輻照下的電輸運(yùn)等測量。

VersaLab與傳統(tǒng)電磁鐵VSM對比:

VersaLab

傳統(tǒng)電磁鐵VSM

磁場控制

NbTi超導(dǎo)磁體

銅線圈電磁鐵

均勻區(qū)大(2.4cm)

均勻區(qū)窄(約0.5cm)

高場下均勻度不變(0.1%)

高場均勻區(qū)大幅下降,磁噪聲大

全自動化控制,操作方便

無需水冷

手動調(diào)節(jié)磁極間距和鞍區(qū)等復(fù)雜操作

需水冷

一體化機(jī)身屏蔽罩

無磁屏蔽,高場對周邊人體與設(shè)備危害

溫度控制

低溫?zé)o需任何溫度插件

高溫使用自加熱樣品桿

低溫、高溫均需要外部插件

(使得磁極間距必須擴(kuò)大,從而降低磁場強(qiáng)度和測量精度,并有巨大背景信號)

內(nèi)置微型制冷機(jī)

低溫?zé)o需液氦或液氮

低溫需要液氦或液氮

VSM馬達(dá)

長程電磁力驅(qū)動馬達(dá)

(無任何機(jī)械噪聲和磨損,無需維護(hù))

機(jī)械馬達(dá)

(機(jī)械噪聲對磁測量產(chǎn)生影響)

振動方向與磁場平行

(提高磁信號探測靈敏度)

振動方向與磁場垂直

VSM測量

0-3T靈敏度均達(dá)到10-7emu

數(shù)據(jù)平均時間1

高場下由于電磁鐵噪聲對測量精度產(chǎn)生影響,數(shù)據(jù)測量時間長

內(nèi)置<10-4 Torr高真空

(無機(jī)械振動和噪聲)

配備機(jī)械真空泵,約103 Torr

拓展功能

電輸運(yùn)、比熱、鐵電、介電、光電、磁電等

手動電測量、無其他功能

能耗

總功率2.4kW

磁場能耗5~8 kW

水冷機(jī)功率5~8 kW

變頻壓縮機(jī),自動調(diào)節(jié)制冷功率,效率提高50%,噪音下降10%

儀器尺寸

86 kg,高1.31m

底部滑輪,可隨意移動

重達(dá)上千公斤,無法移動

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產(chǎn)品質(zhì)量

10分

售后服務(wù)

10分

易用性

10分

性價比

10分
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