仪器简介
综合物性测量系统(PPMS)是美国Quantum Design公司研发的高精度多功能测试平台,可在低温(2K~400K)、强磁场(±9T)及高压环境下对材料进行电、磁、热等多维度表征。核心模块包括直流/交流磁化率(DC/AC Magnetometry)、电输运(Resistivity/Hall)、比热(Heat Capacity)和热导率(Thermal Conductivity)测量系统,支持原位多场(温度-磁场-压力)调控,广泛应用于超导、磁性、拓扑材料等前沿研究。
技术参数
(1) 温度范围: 1.9K-400K连续控制
(2) 温度扫描速率:0.01-10K/min
(3) 温度稳定性:±0.2% T<10K ±0.02% T>10K
(4) 温度控制模式:快速模式非过冲模式扫描模式
(5) 磁场范围:超导磁体最大场±9T
(6) 磁场分辨率:0.02mT to 1T 0.2mT to 9T
(7) 磁场稳定性:1PPM/hour
(8) 变场速率: 10-200 Oe/s
(9) 剩磁:<5Oe
仪器附件
(1)振动样品磁强计选件(VSM)电阻选件(Resistivity)
(2) 交流电输运选件(AC Transport,ACT)
(3) 高级电输运选件(ETO)
(4) 比热选件(Heat Capacity Option)
(5) 热输运选件(TTO)
(6) 交/直流磁学性质测量选件(ACMS)
主要功能
(1) 支持±9T磁场和1.9K–400K变温,灵敏度达10-7emu,可测磁滞回线(M-H)、变温磁化(M-T),适用于纳米材料、超导体及磁性薄膜研究。
(2) 采用标准四引线法测量样品直流电阻率,每次可同时测量3个样品,全自动测量电阻率、霍尔系数。
(3) 交流电输运选件能全自动测量高精度的交流电阻率、霍尔效应(5线法)、伏安特性和临界电流。使用专用样品托,每次可同时测量2个样品。
(4) 基于新型CAN技术,对高低阻抗样品分别采用两套独立测量模式,不同量程之间自动切换,从而将电阻测量量程拓展至10nΩ-5GΩ,可进行交直流电阻、微分电阻、霍尔电阻和伏安特性测量。使用专用样品托,每次可同时测量2个样品。
(5) 测试变温和变场下的比热数据。
(6) 同时测量样品的热传导系数,Seeback系数和交流电阻率,病根据这三个数据计算出热电材料的品质因子。
(7) 采用探测线圈和驱动马达,一次测量样品的交流磁化率(实虚部分开)和直流磁化率强度信号。其中,直流磁化强度的测量采用了提拉法,交流磁化率采用了锁相放大技术,以及五点测量模式能有效消除温度漂移对测量的影响。
主要应用
(1) 电输运:测量电阻率、霍尔效应(载流子浓度、迁移率)、磁电阻(GMR/CMR)。
(2) 磁学:分析磁化率(M-T/M-H)、磁滞回线(矫顽力、剩磁)、超导临界参数(Tc, Hc)。
(3) 热学:研究比热(相变、电子/声子贡献)和热导率。
(4) 多场调控:结合低温(<2K)、强磁场(9T)、高压等极端条件,揭示量子材料、拓扑绝缘体、超导体等的新奇物性。适用于凝聚态物理、材料科学和器件研究。
联系方式
负责教师:朱敏
联系电话:020-39339862
邮箱地址:zhum55@mail.sysu.edu.cn
放置地点:东校园化学与材料综合楼A115