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脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)低溫物性測(cè)量平臺(tái)

用于基礎(chǔ)科學(xué)研究的脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)一般磁場(chǎng)都較高，至少大于20T以上。脈沖磁體也都需要用液氮冷卻。當(dāng)前，科學(xué)家們專門開展了脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)下物性研究的測(cè)量方法，可以開展諸如磁學(xué)，電輸運(yùn)，光學(xué)等學(xué)科的研究。脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)低溫物性測(cè)量平臺(tái)就是將低溫和脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)作為測(cè)量環(huán)境，結(jié)合多種測(cè)量手段的物性測(cè)量系統(tǒng)?？梢暂p松勝任高脈沖場(chǎng)下的電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué)等學(xué)科的研究，是研究高脈沖場(chǎng)下材料物性的綜合性大平臺(tái)。

CryoPulse系統(tǒng)是強(qiáng)大的低溫脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。對(duì)于測(cè)量磁輸運(yùn)，臨界電流，磁化強(qiáng)度和磁光學(xué)實(shí)驗(yàn)，Metis公司能夠提供全溫區(qū)的低溫環(huán)境，多種測(cè)量桿以及信號(hào)處理設(shè)備。模塊化的電源設(shè)計(jì)允許用戶輕易將系統(tǒng)升級(jí)到更高脈沖磁場(chǎng)強(qiáng)度和更長(zhǎng)的脈沖時(shí)間。CryoPulse測(cè)量平臺(tái)提供了在強(qiáng)脈沖磁場(chǎng)（B>30T）及低溫環(huán)境下的測(cè)量技術(shù)。它非常適用于做以下方面的研究工作：

1、同步施加脈沖磁場(chǎng)和電流（CryoPulse-BI），可以測(cè)量低溫下超導(dǎo)材料的性能。（變溫及高場(chǎng)下的臨界電流密度，臨界場(chǎng)）

2、spin-Peierls化合物的磁性質(zhì)，Mn基氧化物巨磁電阻材料，氧化鐵石榴石化合物。（磁滯回線，變溫變場(chǎng)磁化曲線，磁電阻測(cè)量）

3、低維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的光致發(fā)光，如自組裝量子點(diǎn)和量子阱。（光致發(fā)光，能代結(jié)構(gòu)等）

主要特征：

- **可達(dá)80T測(cè)量環(huán)境

- 測(cè)量溫度區(qū)間從4K到室溫

- 模塊化設(shè)計(jì)允許用戶輕易升級(jí)至更強(qiáng)的磁場(chǎng)或更高的能量

- 快速樣品更換

- 針對(duì)不同的應(yīng)用開發(fā)了多種測(cè)量樣品桿

Cryopulse低溫脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

CryoPulse由四個(gè)基本部分構(gòu)成:

1、標(biāo)準(zhǔn)CDM-X電容放電電源（圖1）

- 能量大于32KJ，每個(gè)能量模塊為4KJ

- 電壓為3000V

- 可編程控制器控制設(shè)備并具有圖形顯示

- 可選用不同的dB/dt進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

圖1、CDM-X電容放電電源

2、脈沖磁體（圖2）（以32T磁體為例）

- 對(duì)**磁場(chǎng)、脈寬和磁場(chǎng)均勻度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

- 典型的磁體孔徑為20－54mm

- 脈沖上升時(shí)間為6.2ms

- 磁體需要用液氮冷卻　　

圖2、脈沖磁體磁場(chǎng)強(qiáng)度與距離關(guān)系曲線

3、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（圖3）

- 計(jì)算機(jī)內(nèi)集成高速多功能16bit數(shù)據(jù)采集卡，掃描速度為1MS/s

- 測(cè)量通道包括：磁場(chǎng)，時(shí)間，樣品電流和樣品信號(hào)

- 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能安全連接至用戶計(jì)算機(jī)

- 基于Visual Basic軟件的數(shù)據(jù)采集、顯示以及系統(tǒng)控制

圖3、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

4、低溫實(shí)驗(yàn)杜瓦（圖4）

- 液氮實(shí)驗(yàn)杜瓦

- 液氦實(shí)驗(yàn)杜瓦

- 溫度控制通過(guò)針尖閥，加熱器以及溫控儀

- 二極管溫度計(jì)

- 可更換cold finger內(nèi)徑17mm，可提供15mm樣品空間

- 磁體支架包括磁體和杜瓦之間的振動(dòng)隔離系統(tǒng)

- 從頂部安裝實(shí)驗(yàn)杜瓦，**可容納外徑為25mm的測(cè)量桿

- 樣品桿適用于電輸運(yùn)、磁輸運(yùn)、光致發(fā)光以及臨界電流等測(cè)量。

圖4、脈沖磁體與實(shí)驗(yàn)杜瓦

CryoPulse產(chǎn)品分類：

CryoPulse-BI：超導(dǎo)材料的電輸運(yùn)特性測(cè)量

CryoPulse-MO：磁光學(xué)測(cè)量

CryoPulse-MT：磁場(chǎng)下的電輸運(yùn)測(cè)量

CryoPulse-BM：變溫變場(chǎng)下的磁化強(qiáng)度測(cè)量