Quantum Design PPMS

Informacje ogólne
Zakres temperatur*:
Pole magnetyczne:
1.9 K – 400 K
- PPMS9: ±9 T,
- PPMS14: ±14 T
- Opcje rozbudowy o chłodziarkę rozcieńczalnikową lub wstawkę 3He.
- Wiele opcji pomiarowych, wsparcie dla zewnętrznych urządzeń.
- Pełna kontrola temperatury i pola przez oprogramowanie MultiVu.
Opiekun aparatury: |
Piotr Wiśniewski |
Opcje pomiarowe
Transport elektryczny
Pomiar zmiennoprądowy (AC/ETO)
Opcja umożliwia precyzyjne pomiary oporu próbek w szerokim zakresie wartości z wykorzystaniem cyfrowej techniki lock-in.
Zakresy pomiarowe:
- pomiar 4-punktowy: 10 μΩ – 10 MΩ
- dla materiałów o niskim i średnim oporze
- eliminuje wpływ rezystancji kontaktów, zapewniając wysoką dokładność pomiaru
- pomiar 2-punktowy: 2 MΩ – 5 GΩ
- do badania materiałów o dużym oporze elektrycznym

Dodatkowe funkcje:
- Pomiar różniczkowego oporu (dV/dI): Umożliwia badanie nieliniowych właściwości transportowych.
- Automatyczna zbiórka charakterystyk I-V: Ułatwia weryfikację kontaktów omowych i analizę nieliniowych efektów przewodzenia.
- Możliwy jednoczesny pomiar dwóch próbek na dwóch niezależnych kanałach.
Pomiar stałoprądowy (DC)
Opcja umożliwia precyzyjny pomiar oporu stałoprądowego na maksymalnie trzech kanałach jednocześnie.
Zakres pomiarowy:
Prąd źródłowy:
10 μΩ – 5 MΩ
10 nA – 8 mA

Dodatkowe funkcje:
- Konfigurowalne parametry mostka do ograniczania napięcia, prądu lub mocy w celu ochrony wrażliwych próbek.
- Automatyczne uśrednianie z przełączaniem polaryzacji w celu eliminacji offsetów napięcia.
- Obliczanie oporności na podstawie geometrii próbki.
Rotator horyzontalny
Moduł umożliwia obrót próbki o pełne 360° w obecności zewnętrznego pola magnetycznego, co pozwala na precyzyjne ustawienie orientacji pola względem próbki.
Zakres obrotu:
Rozdzielczość:
od -10° do 370°
- Standardowa: 0,0133° na krok.
- Wysoka: 0,0011° na krok.

Dokładność pomiaru:
- Automatyczna indeksacja i enkoder zapewniają dokładne pozycjonowanie kątowe.
- Wbudowany termometr monitoruje temperaturę w pobliżu próbki.
Komórka ciśnieniowa
Komórka umożliwia prowadzenie do dwóch 4-punktowych pomiarów transportu elektrycznego (typowo po jednym dla próbki i manometru) pod wysokim ciśnieniem do 2.7 GPa. Próbki montowane są na zestawach przewodów zintegrowanych z przepustami, a ciśnienie wywierane jest za pomocą prasy stołowej w medium olejowym. Do precyzyjnego określenie ciśnienia wewnątrz komórki wykorzystuje się pomiar temperatury przejścia nadprzewodnikowego cyny lub ołowiu

Pomiary cieplne
Ciepło właściwe
Opcja pozwala na precyzyjne określenie ciepła właściwego próbek w zakresie temperatur od 1,8 K do 400 K, także w obecności statycznego pola magnetycznego. Wykorzystuje póładiabatyczną technikę relaksacyjną oraz zaawansowane algorytmy dopasowania, co umożliwia dokładne wyznaczenie ciepła właściwego nawet dla niewielkich próbek. Opcja jest kompatybilna ze wstawkami niskotemperaurowymi, co umożliwia wykonywanie pomiarów nawet do temperatur 50 mK.

- Automatyzacja: Oprogramowanie pozwala na automatyczne zebranie sygnału tła (addenda) i odejęcie go od sygnału próbki, co pozwala na precyzyjne określenie ciepła właściwego. Uwaga: pomiar tła wykonuje się przed pomiarem próbki (jest to osobna procedura pomiarowa).
- Analiza danych: Wbudowane narzędzia do zaawansowanej analizy danych umożliwiają wysokorozdzielcze próbkowanie ostrych przejść fazowych pierwszego rzędu.
Broszura producenta
Transport ciepła (TTO)
Opcja TTO umożliwia kompleksowe badania transportu cieplnego i elektrycznego, co czyni ją wszechstronnym narzędziem do badań właściwości termoelektrycznych.

Kluczowe cechy:
- Jednoczesny pomiar przewodnictwa cieplnego, współczynnika Seebecka oraz oporu elektrycznego.
- Automatyczne obliczanie współczynnika dobroci termoelektrycznej ZT, ułatwiające ocenę wydajności materiałów termoelektrycznych.
- Dynamiczna akwizycja danych umożliwiająca zbieranie wyników podczas ciągłej zmiany temperatury, co przyspiesza proces pomiarowy.
- Zastosowanie czujników Cernox oraz grzałki rezystancyjnej zapewniające precyzyjną kontrolę temperatury i gradientu cieplnego.
- Zestaw montażowy umożliwia instalację próbek o różnych kształtach i rozmiarach.
Broszura producenta
Magnetometria
Magnetometria wibracyjna (VSM)
Opcja VSM umożliwia precyzyjne pomiary momentu magnetycznego próbki w funkcji temperatury i pola magnetycznego. Wykorzystuje technikę lock-in do eliminacji szumów, zapewniając czułość na poziomie 6×10⁻⁷ emu przy 300 K. Dzięki szybkiemu zbieraniu danych i dokładnemu pozycjonowaniu próbki, VSM sprawdza się w badaniach właściwości magnetycznych różnych materiałów. System jest w pełni zintegrowany z PPMS, umożliwiając automatyczne skanowanie pola i temperatury.

Broszura producenta
Magnetometria momentu sił
Magnetometr momentu sił umożliwia badanie momentu magnetycznego próbki poprzez pomiar siły skręcającej cienką belkę pod wpływem statycznego pola magnetycznego. Dzięki elementom piezorezystywnym, urządzenie pozwala analizować zależność momentu od natężenia pola, temperatury oraz kąta względem pola magnetycznego. Wysoka czułość oraz wbudowana pętla kalibracyjna na chipie czujnika zapewniają precyzyjne i powtarzalne wyniki.

Broszura producenta
Wstawki niskotemperaturowe
Chłodziarka 3He
Chłodziarka 3He rozszerza zakres temperatur pracy systemu PPMS, umożliwiając pomiary w zakresie od 350 K do 0.4 K. Dzięki pełnej integracji z oprogramowaniem MultiVu, kontrola temperatury odbywa się automatycznie, bez skomplikowanej obsługi gazów.
Kluczowe cechy:
- Minimalna temperatura 0.4 K osiągana w około 2 godziny od temperatury pokojowej.
- Zamknięty cykl pracy zapobiega utracie kosztownego 3He.
- Kompatybilność z opcjami pomiaru ciepła właściwego oraz transportu elektrycznego.

Broszura producenta
Chłodziarka rozcieńczalnikowa 3He-4He
Chłodziarka rozcieńczalnikowa umożliwia osiągnięcie temperatur nawet 50 mK, co czyni ją najzimniejszym dostępnym modułem dla systemu PPMS. Automatyczna kontrola temperatury i obsługa gazów przez oprogramowanie MultiVu zapewnia prostą i niezawodną pracę.
Kluczowe cechy:
- Zakres temperatur: 4 K – 50 mK.
- Czas chłodzenia do 50 mK wynosi około 5 godzin.
- Zamknięty obieg 3He-4He zapobiega stratom gazu.
- Kompatybilność z opcjami pomiaru ciepła właściwego oraz transportu elektrycznego.

Broszura producenta