MPMS

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MPMS磁學測量系統是由美國Quan MPMS(SQUID)XLQuan MPMS(SQUID)VSM

MPMS——Magnetic Property Measurement System 磁學測量系統
MPMS磁學測量系統是由美國Quantum Design公司開發的基於squid探測技術的高精度磁學測量儀器。其中SQUID(Superconducting QUantum Interference Device)是MPMS高靈敏度的根源,因此人們常常直接以SQUID來稱呼MPMS。
MPMS系統磁學測量精度最高可達10^-9 emu,基系統的測量溫度範圍為1.9K - 400K (可購買選件拓展至0.48K - 1000K),同時設備由超導磁體提供最高到7特斯拉的外加磁場。7T以上的磁噪聲會使SQUID的測量精度明顯下降,因此MPMS系統不配備7T以上的磁體。
MPMS系統由一個基系統和各種測量及拓展選件組成。用戶首先選擇一個基系統,在功能上基系統提供了一個集溫度、磁場、控制軟硬體部分於一體的測量平台以及基本的SQUID直流磁學測量功能。其中主要包含內置超導磁體、低溫杜瓦、溫控系統、磁場控制系統、MPMS系統中央控制平台,SQUID探測單元等。在此基礎上,用戶進一步根據自己研究的需要選擇購買MPMS上其他各種拓展功能的選件,來實現在此低溫強磁場平台上的更多測量功能。
Qunatum Design公司目前提供兩個系列的MPMS磁學測量系統供用戶選擇,分別為:MPMS (SQUID) XL系列和MPMS (SQUID) VSM,前者簡稱為MPMS XL系列,後者簡稱為SQUID-VSM。

MPMS(SQUID)XL系列

MPMS(SQUID)XLMPMS(SQUID)XL
Quantum Design 公司的 MPMS 系列產品一直蜚聲於磁學研究領域。MPMS 系統帶有超導磁體和液氦溫控系統,提供了高磁場極低溫的測量環境,內置專利設計的射頻 SQUID 用來檢測磁信號,整個測量過程(包括數據的採集處理分析)高度自動化。MPMS XL 系統“套用範圍、信號靈敏度、溫控範圍、溫控精度和速度、磁場均勻度、參數測量精確和可靠性、控制自動化程度”等各個指標遠遠的超出同類產品。利用 MPMS XL 系列產品可以在高磁場 (最高可達7 T) 極低溫 (最低可達 1.9 K) 的環境下進行精度 AC 磁化率測量、DC 磁化強度測量、以及光照條件下磁學研究,還可以進行精密電學的測量。

MPMS(SQUID)VSM

MPMS(SQUID)VSMMPMS(SQUID)VSM
2006 年 3 月 13 日,Quantum Design 公司在美國物理協會年會上,發布了最新設計的磁學測量系統:MPMS(SQUID)VSM 系統,簡稱SQUID-VSM。該系統雖然仍舊基於SQUID探測技術,但不是MPMS(SQUID)XL系列的簡單升級。SQUID-VSM系統是Quantum Design公司潛心開發多年的結晶,Quantum Design在該產品上集成了大量的全新專利技術。
較MPMS XL磁學測量系統,SQUID-VSM最大的特點是在具有超高靈敏度的同時又有驚人的測量速度。這主要得益於該系統採用了Quantum Design公司的FastLab™快速數據採集技術、RapidTemp™快速控溫技術以及QuickSwitch™超導開關技術等一系列專利技術。上述這些新技術的採用使得在同樣條件下,SQUID-VSM系統的測量時間要大大地少於MPMS XL系統。
正是因為它將精細測量精度的SQUID技術和迅捷測量速度的VSM技術完美地結合在一起,因此這個新一代的MPMS系統被稱為SQUID-VSM。
最新三項專利技術
1)RapidTemp™快速溫控技術
系統從300K勻速降至10K僅需15分鐘,從10K穩定到1.8K也僅需5分鐘
2)QuickSwitch™超導開關技術
超導開關在超導態和正常態之間的轉換僅需要1秒鐘時間
3)FastLab™快速數據採集技術
系統的超導磁體允許最大700Oe/s的勵磁速度,在零場下僅需4秒數據平均時間(data average time),系統便能達到1×10^-8 emu的測量精度;並且系統允許用戶在掃場模式下進行高精度的測量。
MPMS(SQUID)VSM系統技術參數:
溫度區間: 1.8~400 K 連續控制
降溫速度: 30 K/min 300 K>T>10 K
10 K/min 10 K>T>1.8 K
樣品腔內徑: 9 mm
磁場強度: ±7 特斯拉
磁場均勻度: 4 cm 範圍內達到 0.01%
勵磁速度: 最大700 Oe/s
樣品振動範圍:0.1-8 mm (峰值)
最大測量磁矩:10 emu
測量精度: <1×10^-8 emu H=0 T (4 秒測量時間)
<5×10^-8 emu H=7 T (4 秒測量時間)
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