Комплексы измерения физических свойств PPMS

Комплекс PPMS-9T VF

Комплекс измерений физических и магнитных свойств в вертикальном поле до 9 Тл

Комплекс PPMS-9T VF

Ключевые параметры

Криогенная система — Стабильность температуры
±10 мК
Криогенная система — Скорость изменения температуры
0-5 К/мин
Система управления — Контроллер температуры
8 каналов мониторинга, 2 канала регулирования
Система управления — Разрешение по температуре
0.1 мК (24-разрядный АЦП)

Технические характеристики

Криогенная система
Тип охлаждения Криорефрижератор с сухой сверхпроводящей системой
Мощность охлаждения ≥1.2 Вт при 4.2 К
Стабильность температуры ±10 мК
Скорость изменения температуры 0-5 К/мин
Магнитная система
Максимальное поле ±9 Тл
Источник питания Биполярный, 100 А
Стабильность тока ≤50 ppm
VSM-модуль
Чувствительность <5×10⁻⁷ emu
Максимальный момент 40 emu
Частота вибраций 40 Гц
Электрические измерения
Диапазон вращения 0° – 370°
Точность позиционирования <1°
Минимальный шаг 0.01°
Максимальное напряжение 200 В
Ток утечки <100 пА при 100 В
Система управления
Контроллер температуры 8 каналов мониторинга, 2 канала регулирования
Разрешение по температуре 0.1 мК (24-разрядный АЦП)
Мощность нагрева 100/50 Вт
Требования к образцам
VSM измерения вес образца <5 г, размеры <3 мм
Электрические измерения размер образца >10×10 мм

Измерительная схема и работа с образцом

Комплекс измерений физических и магнитных свойств материалов PPMS-9T – это автоматизированная система для проведения прецизионных экспериментов в области физики конденсированного состояния. Данная установка позволяет исследовать широкий спектр физических свойств твердых материалов, таких как магнитная восприимчивость, электрическое сопротивление, эффект Холла и теплоемкость, в экстремальных условиях — при сверхнизких температурах вплоть до 1.6 Кельвина и в присутствии сильных магнитных полей до 9 Тесла.

Технические особенности и принципы функционирования

Комплекс PPMS-9T VF — иллюстрация оборудования и измерений
Cхема работы Комплекса исследований магнитных свойств материалов PPMS-9T

Области применения

  • Исследование магнитной анизотропии ферро- и антиферромагнетиков.
  • Угловые зависимости ферромагнитного резонанса (FMR) и Spin-Torque FMR.
  • Изучение транспортных свойств в зависимости от ориентации магнитного поля.
  • Тестирование материалов для спинтроники.

Охладитель системы

Базовая температура (Base Tempetarute) каждого ключевого компонента показывает минимальную нормальную рабочую температуру системы  Базовая температура для пробоотборника системы составляет 1.6 К, для магнита –  4К.

Комплекс PPMS-9T VF — иллюстрация оборудования и измерений
Комплекс PPMS-9T VF — иллюстрация оборудования и измерений
 

Базовая температура компонентов PPMS-9T

 

Время охлаждения компонентов PPMS-9T

Температурная стабильность прибора соответствует колебаниям температуры образца, не превышающим 10 мК, во всем диапазоне нагрузок магнитного поля (9 Тесла) и достигается за счет использования криоконтроллеров , а также специального теплозащитного экрана. 

Комплекс PPMS-9T VF — иллюстрация оборудования и измерений
 

Температурная стабильность зонда при температуре 300 К при непрерывном изменении магнитного поля

Переход сухой магнитной системы PPMS-9T от комнатной температуры к рабочей занимает менее 150 минут. Высокоточные криоконтроллеры системы являются собственной разработкой компании и обеспечивают точность термостабилизации ±10 мК во всем температурном диапазоне.

Комплекс PPMS-9T VF — иллюстрация оборудования и измерений

Время охлаждения PPMS-9T с магнитным полем 9 Тл

Магнитная система

Магнитная система комплекса PPMS-9T выполнена на базе компактного раздельного магнита и генерирует высокостабильное магнитное поле до ±9 Тл в вертикальном направлении. Компактный и надежный сверхпроводящий магнит выполнен в виде проводника с обмоткой проводами из NbTi, создающего  магнитное поле в горизонтальном или вертикальном направлении (в зависимости от направленности обмотки). Он хорошо работает в диапазоне температур жидкого гелия (~ 4,2 К). Для охлаждения магнита до рабочей температуры используется криохладитель. Дополнительный расход жидкого гелия для поддержания температуры магнита не требуется.

Комплекс PPMS-9T VF — иллюстрация оборудования и измерений

Сверхпроводниковый магнит PPMS-9T

Источник питания

Благодаря использованию биполярного источника питания , магнитное поле системы не только очень стабильно при поддержании фиксированного значения, но и очень плавно при пересечении нулевой точки – < 50 ppm при 9 Тл. Для управления магнитом используется биполярный источник питания, который обеспечивает скорость изменения магнитного поля свыше 125 Э/с и стабильность поддержания поля лучше 50 ppm.

Комплекс PPMS-9T VF — иллюстрация оборудования и измерений Комплекс PPMS-9T VF — иллюстрация оборудования и измерений
 

Стабильность поля (лучше 50 ppm) при 2К

 

Стабильность поля (лучше 50 ppm) при 300К

Комплекс PPMS-9T VF — иллюстрация оборудования и измерений
Комплекс PPMS-9T VF — иллюстрация оборудования и измерений
 

Скорость изменения поля (лучше 125 Э/с) при 2К

 

Скорость изменения поля (лучше 125 Э/с) при 300К

Комплекс PPMS-9T VF — иллюстрация оборудования и измерений
Комплекс PPMS-9T VF — иллюстрация оборудования и измерений
 

Величина магнитного поля при пересечении нуля с медленной скоростью (10 Э/с )

 

Величина магнитного поля при пересечении нуля с быстрой скоростью (60 Э/с)

Программное обеспечение для автоматизации измерений

ПО установки PPMS-9T позволяет производить автоматизированный сбор и хранение данных. ПО позволяет отображать данные и управлять прибором в режиме реального времени. ПО позволяет управлять температурой образца, магнитным полем, модулем вращения, контролировать давления гелия, осуществлять автоматическую продувку (в случае наличия опции), вентиляцию и циркуляцию гелия. ПО также имеет возможность задания последовательной инструкции (рецептов) для автоматизации работы.

Комплекс PPMS-9T VF — иллюстрация оборудования и измерений

Внешний вид ПО

Опции

Система поддерживает модульную архитектуру и может быть дополнена широким спектром опций для расширения функциональности.

  • Приставка получения ультра-низких температур: позволяет достигать температур ниже 0.3 К. Используется для исследований в области квантовой материи и сверхпроводимости.

  • Поворотный модуль предназначен для вращения образцов в вертикальной оси, перпендикулярной магнитному полю. Модуль вращения имеет особое уплотнение в камере, для предотвращения утечки газовой среды.
  • Измерительные модули. Набор стандартных измерительных вставок для проведения основных типов измерений физических свойств материалов, включающий модуль электротранспортных измерений (ETM) для определения удельного сопротивления и эффекта Холла, модуль термотранспортных измерений (TTM) для анализа теплопроводности и термо-ЭДС, а также модуль ферромагнитного резонанса (FMR).

Комплекс PPMS-9T VF — иллюстрация оборудования и измерений
Комплекс PPMS-9T VF — иллюстрация оборудования и измерений
Комплекс PPMS-9T VF — иллюстрация оборудования и измерений
 

FMR

 

  ETM

 

ST-FMR

  • Автоматический модуль продувки и вентиляции: Система, состоящая из соленоидных клапанов, манометра и вакуумного насоса. Обеспечивает дистанционную автоматизированную подготовку и загрузку образца без нарушения вакуума в основной системе.
  • Вибромагнитный модуль (VSM): Высокочувствительный магнитометр для измерения намагниченности.

Другие разделы и оборудование

Запросить КП

В запросе укажите Комплекс PPMS-9T VF. Укажите тип и размеры образца, диапазон магнитного поля, температуру измерений и требуемые измерительные методики.

Cookie-файлы
Настройка cookie-файлов
Детальная информация о целях обработки данных и поставщиках, которые мы используем на наших сайтах
Аналитические Cookie-файлы Отключить все
Технические Cookie-файлы
Другие Cookie-файлы
Мы используем файлы Cookie для улучшения работы, персонализации и повышения удобства пользования нашим сайтом. Продолжая посещать сайт, вы соглашаетесь на использование нами файлов Cookie. Подробнее о нашей политике в отношении Cookie.
Понятно Подробнее
Cookies