全新一代磁学测量系统—MPMS32013 年 3 月,Quantum Design 公司在美国物理协会年会上,发布了全新设计的磁学测量系统:MPMS3系统。该系统仍旧基于SQUID探测技术,但不是MPMS(SQUID)XL系列和SQUID-VSM系统的简单升。MPMS3系统是Quantum Design公司潜心开发多年的结晶,在该产品上集成了大量的全新技术。对比于MPMS XL和SQUID-VSM磁学测量系统,MPMS3将二者的优点进行了融合。MPMS3系统外观虽然与SQUID-VSM相似,但系统进行了重新设计,同时具备了SQUID-VSM的高速高精度测量,以及MPMS XL的DC测量模式、Raw Data功能和Point- to-Point测量功能。系统带有全新的DC Scan测量模式,VSM测量模式以及交流测量模式可供用户选择,大程度的满足用户的测量要求。MPMS XL用户和SQUID-VSM用户将会非常容易的上手使用MPMS3。另外对于SQUID-VSM用户,我们也提供了升方案,用户可将SQUID-VSM系统升至MPMS3系统。MPMS3系统带有的新式完全无液氦Evercool选件,可实现全氦气启动和运行,完全摆脱对液氦的依赖。全新一代磁学测量系统-MPMS3MPMS广泛分布于世界上几乎所有相关的前沿实验室,在学术界具有良好口碑。MPMS系统由一个基系统和各种拓展功能选件构成。基系统同时提供变磁场测量环境和变温度场测量环境,拓展功能选件包括各种全自动磁学测量功能选件,如AC磁化率测量系统选件(进行交流磁化率的测量,频率0.1Hz - 1kHz,磁矩灵敏度≤ 5×10-8 emu (typical))、高温炉选件(把仪器高可测量温度拓展到1000K)、超低磁场选件以及磁场重置选件(用于退磁可获取达0.005G的超低磁场)。而且MPMS带有液氦自循环系统,能够全自动实现液氦的循环利用,地方便了获取液氦不方便、或者液氦价格昂贵的地区用户。所包含的领域有物理、材料、化学、生物、地质等学科。所能研究测量的材料涵盖金属、陶瓷、半导体、超导体、磁性材料、合金材料、有机材料、介电材料和高分子材料等等。材料的形式可以是:块材、薄膜、粉末、液体、单晶及纳米材料。MPMS3全新技术1) RapidTemp-快速温控技术 系统从300K匀速降至10K仅需15分钟,从10K稳定到1.8K也仅需5分钟2) QuickSwitch-超导开关技术 超导开关在超导态和正常态之间的转换仅需要1秒钟时间3) FastLab-快速数据采集技术 系统的超导磁体允许700Oe/s的励磁速度,在零场下仅需4秒数据平均时间(data average time),系统便能达到1x10-8emu的测量精度;并且系统允许用户在扫场模式下进行高精度的测量。 5K温度下铁磁薄膜MH曲线MPMS3 DCScan与MPMS XL对比 MPMS3系统参数:温度区间:1.9~400 K 连续控制降温速度:30 K/min 300 KT10 K10 K/min 10 KT1.8 K样品腔内径:9 mm磁场强度:±7 T磁场均匀度:4 cm 范围内达到 0.01%励磁速度:4 - 700 Oe/s样品振动范围:0.1-8 mm (峰值)最大测量磁矩:2 emu(DC Scan);100 emu(VSM)测量灵敏度:≤2500 Oe:≤5×10-8 emu(DC scan)≤1×10-8 emu(VSM) 2500 Oe:≤6×10-7 emu(DC scan)≤8×10-8 emu(VSM)MPMS选件MPMS3 Evercool选件(氦气启动和运行,完全无需液氦)介绍(点击打开)MPMS3 OVEN选件(可将测量温区拓展1000K)介绍(点击打开)MPMS3 AC Susceptibility Measurement选件介绍(点击打开)MPMS3 Ultra-Low Field Capability (ULF)选件介绍(点击打开)MPMS3水平旋转杆、磁光测量和电学测量选件介绍(点击打开)MPMS3 iQuantum He3选件(点击打开) MPMS测试数据高温直流、交流磁化率测量数据镍材料高温直流、交流磁化率测量数据磁化率测试数据由哈维穆德学院教授Professor Eckert提供的铁磁薄膜在较弱磁场下的磁矩测量数据,展现了MPMS3对小磁矩样品测量的精准性磁化率DC模式测试数据相对于MPMS XL而言,MPMS3系统使用的DC测量模式的测量效率得到了质的飞跃。磁场扫场速率测试数据相对于MPMS XL系统,MPMS3的扫场速率大幅提升。光磁测量选件测试数据场冷(100Oe)和零场冷并使用DC模式测量的光磁数据。水平旋转杆测量选件测试数据铁磁性薄膜材料±2T磁场下 0-90° 4个不同角度测量得到的MH曲线部分用户单位部分发表文章Nayak, Ajaya K., et al. "Magnetic antiskyrmions above room temperature in tetragonal Heusler materials." Nature 548.7669 (2017): 561-566.Singha, Ratnadwip, et al. "Large nonsaturating magnetoresistance and signature of nondegenerate Dirac nodes in ZrSiS." Proceedings of the National Academy of Sciences 114.10 (2017): 2468-2473.Liu, Enke, et al. "Giant anomalous Hall effect in a ferromagnetic kagome-lattice semimetal." Nature physics 14.11 (2018): 1125-1131.Bordelon, Mitchell M., et al. "Field-tunable quantum disordered ground state in the triangular-lattice antiferromagnet NaYbO 2." Nature Physics 15.10 (2019): 1058-1064.Bahrami, Faranak, et al. "Thermodynamic evidence of proximity to a Kitaev spin liquid in Ag3LiIr2O6." Physical review letters 123.23 (2019): 237203.Deng, Liangzi, et al. "Higher superconducting transition temperature by breaking the universal pressure relation." Proceedings of the National Academy of Sciences 116.6 (2019): 2004-2008.Ortiz, Brenden R., et al. "CsV3Sb5: AZ2 Topological Kagome Metal with a Superconducting Ground State." Physical Review Letters 125.24 (2020): 247002.Karube, Kosuke, et al. "Room-temperature antiskyrmions and sawtooth surface textures in a non-centrosymmetric magnet with S4 symmetry." Nature Materials (2021): 1-6.Li, Jing, et al. "Printable two-dimensional superconducting monolayers." Nature Materials 20.2 (2021): 181-187.Maniv, Eran, et al. "Exchange bias due to coupling between coexisting antiferromagnetic and spin-glass orders." Nature Physics (2021): 1-6.
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