霍尔效应测量系统

【科学背景】近年来，尽管量子霍尔效应的线性响应特性得到了广泛研究，但高阶非线性响应仍然是一个未被充分探索的领域。特别是在二维材料如石墨烯中，量子霍尔态的非线性响应尚未被深入研究。量子霍尔态不仅具有绝缘体体和导电手性边缘态的特征，而且在不同的量子霍尔态下，可能会表现出复杂的非线性行为，这些行为对于理解边缘态的电子-电子相互作用具有重要意义。为了解决这一问题，为了解决这一问题，复旦大学何攀, 沈健，日本九州大学Hiroki Isobe，新加坡国立大学Gavin Kok Wai Koon，Junxiong Hu，日本理化研究所新兴物质科学中心Naoto Nagaosa等教授合作发现，在石墨烯的显著量子霍尔态下，存在明确的第三阶霍尔平台。这一平台在广泛的温度、磁场和电流范围内保持稳定，并且在不同几何形状和堆叠配置的石墨烯中均可观察到。第三阶霍尔效应的高度对环境条件不敏感，但与器件特性相关。此外，第三阶非线性响应的极性受磁场方向和载流子类型的影响。作者的研究揭示了量子霍尔态的非线性响应是如何依赖于器件特性的，并提出了一个新的视角来理解边缘态的性质。【科学亮点】（1）实验首次观察到石墨烯中量子霍尔态的第三阶霍尔效应，获得了第三阶霍尔效应的清晰平台。该平台在显著的量子霍尔态（\( \nu = \pm 2 \)）中展现出，且在广泛的温度、磁场和电流范围内保持稳定。（2）实验通过测量不同几何形状和堆叠配置的石墨烯器件，发现第三阶霍尔效应的平坦值与环境条件无关，但与器件特性相关。具体结果包括：&bull 第三阶霍尔效应的电压平台高度与探针电流的立方成正比，而第三阶纵向电压保持为零。&bull 该效应在磁场变化（至约5T）和温度变化（至约60K）下保持稳健。&bull 第三阶非线性响应的极性依赖于磁场方向及载流子类型（电子或空穴），并且其值在反转磁场方向时会改变符号。&bull 非线性霍尔平台的稳健性提供了关于边缘态的新见解，并可能违背量子霍尔电阻的精确量化。【科学图文】图1：在经典和量子域中，线性霍尔效应和非线性霍尔效应示意图。图2：在量子霍尔态quantum Hall states，QHSs内，三阶非线性霍尔平台的观测结果。图3：在量子霍尔态QHSs内，三阶霍尔效应的立方电流依赖性。图4：磁场和温度，对量子霍尔态QHS三阶非线性响应的影。【科学启迪】本文的研究为量子霍尔效应（QHE）中的非线性响应提供了新的视角，揭示了量子霍尔态（QHSs）中第三阶霍尔效应的显著平台。这一发现不仅扩展了作者对量子霍尔现象的理解，也对探索二维材料中的非线性电输运提供了新的途径。首先，实验首次在单层石墨烯中观察到稳定的第三阶霍尔效应平台，表明在量子霍尔态下，电子之间的相互作用可能导致非线性现象的出现。这种非线性响应在不同环境条件（如磁场和温度）下保持稳定，且在多种几何形状和堆叠配置的石墨烯器件中均能观察到。这表明该效应具有较强的普适性和稳健性。其次，研究发现第三阶霍尔效应的电压平台与探针电流立方成正比，而其幅度对环境条件变化表现出较强的稳健性。这一特性挑战了量子霍尔电阻的精确量化，提示作者在量子霍尔态的研究中需要考虑更高阶的非线性效应。这种非线性响应的发现不仅提供了关于边缘态性质的新见解，还可能揭示出与传统线性量子霍尔效应不同的物理机制。此外，本文的研究结果对未来探索量子霍尔系统的高阶响应具有重要启示。其他填充因子的量子霍尔态中的非线性响应，以及在其他量子霍尔系统中的应用，仍需进一步研究。这一发现为理解电子-电子相互作用、边缘态带曲率等物理现象提供了新的方法，也可能为研究分数量子霍尔效应的非线性响应开辟新的方向。原文详情：He, P., Isobe, H., Koon, G.K.W. et al. Third-order nonlinear Hall effect in a quantum Hall system. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01730-1

图一，量子反常霍尔效应的示意图，拓扑非平庸的能带结构产生具有手征性的边缘态，从而导致量子反常霍尔效应 　　 　　图二，理论计算得到的磁性拓扑绝缘体多层膜的能带结构和相应的霍尔电导 　　 　　图三，在Cr掺杂的(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜中测量到的霍尔电阻 　　中新社北京3月15日电 (记者 马海燕)北京时间3月15日凌晨，《科学》杂志在线发文，宣布中国科学家领衔的团队首次在实验上发现量子反常霍尔效应。这一发现或将对信息技术进步产生重大影响。 　　这一发现由清华大学教授、中国科学院院士薛其坤领衔，清华大学、中国科学院物理所和斯坦福大学的研究人员联合组成的团队历时4年完成。在美国物理学家霍尔1880年发现反常霍尔效应133年后，终于实现了反常霍尔效应的量子化，这一发现是相关领域的重大突破，也是世界基础研究领域的一项重要科学发现。 　　由于人们有可能利用量子霍尔效应发展新一代低能耗晶体管和电子学器件，这将克服电脑的发热和能量耗散问题，从而有可能推动信息技术的进步。然而，普通量子霍尔效应的产生需要用到非常强的磁场，因此应用起来将非常昂贵和困难。但量子反常霍尔效应的好处在于不需要任何外加磁场，这项研究成果将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展，可能加速推进信息技术革命进程。 　　美国科学家霍尔分别于1879年和1880年发现霍尔效应和反常霍尔效应。1980年，德国科学家冯克利青发现整数量子霍尔效应，1982年，美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应，这两项成果分别于1985年和1998年获得诺贝尔物理学奖。 　　相关链接 　　“量子反常霍尔效应”研究获突破 　　中国科学网 　　由中国科学院物理研究所和清华大学物理系的科研人员组成的联合攻关团队，经过数年不懈探索和艰苦攻关，最近成功实现了“量子反常霍尔效应”。这是国际上该领域的一项重要科学突破，该物理效应从理论研究到实验观测的全过程，都是由我国科学家独立完成。 　　量子霍尔效应是整个凝聚态物理领域最重要、最基本的量子效应之一。它是一种典型的宏观量子效应，是微观电子世界的量子行为在宏观尺度上的一个完美体现。1980年，德国科学家冯克利青(Klaus von Klitzing)发现了“整数量子霍尔效应”，于1985年获得诺贝尔物理学奖。1982年，美籍华裔物理学家崔琦(Daniel CheeTsui)、美国物理学家施特默(Horst L. Stormer)等发现“分数量子霍尔效应”，不久由美国物理学家劳弗林(Rober B. Laughlin)给出理论解释，三人共同获得1998年诺贝尔物理学奖。在量子霍尔效应家族里，至此仍未被发现的效应是“量子反常霍尔效应”——不需要外加磁场的量子霍尔效应。 　　“量子反常霍尔效应”是多年来该领域的一个非常困难的重大挑战，它与已知的量子霍尔效应具有完全不同的物理本质，是一种全新的量子效应 同时它的实现也更加困难，需要精准的材料设计、制备与调控。1988年，美国物理学家霍尔丹(F. Duncan M. Haldane)提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应，但是多年来一直未能找到能实现这一特殊量子效应的材料体系和具体物理途径。2010年，中科院物理所方忠、戴希带领的团队与张首晟教授等合作，从理论与材料设计上取得了突破，他们提出Cr或Fe磁性离子掺杂的Bi2Te3、Bi2Se3、Sb2Te3族拓扑绝缘体中存在着特殊的V.Vleck铁磁交换机制，能形成稳定的铁磁绝缘体，是实现量子反常霍尔效应的最佳体系[Science，329, 61(2010)]。他们的计算表明，这种磁性拓扑绝缘体多层膜在一定的厚度和磁交换强度下，即处在“量子反常霍尔效应”态。该理论与材料设计的突破引起了国际上的广泛兴趣，许多世界顶级实验室都争相投入到这场竞争中来，沿着这个思路寻找量子反常霍尔效应。 　　在磁性掺杂的拓扑绝缘体材料中实现“量子反常霍尔效应”，对材料生长和输运测量都提出了极高的要求：材料必须具有铁磁长程有序 铁磁交换作用必须足够强以引起能带反转，从而导致拓扑非平庸的带结构 同时体内的载流子浓度必须尽可能地低。最近，中科院物理所何珂、吕力、马旭村、王立莉、方忠、戴希等组成的团队和清华大学物理系薛其坤、张首晟、王亚愚、陈曦、贾金锋等组成的团队合作攻关，在这场国际竞争中显示了雄厚的实力。他们克服了薄膜生长、磁性掺杂、门电压控制、低温输运测量等多道难关，一步一步实现了对拓扑绝缘体的电子结构、长程铁磁序以及能带拓扑结构的精密调控，利用分子束外延方法生长出了高质量的Cr掺杂(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜，并在极低温输运测量装置上成功地观测到了“量子反常霍尔效应”。该结果于2013年3月14日在Science上在线发表，清华大学和中科院物理所为共同第一作者单位。 　　该成果的获得是我国科学家长期积累、协同创新、集体攻关的一个成功典范。前期，团队成员已在拓扑绝缘体研究中取得过一系列的进展，研究成果曾入选2010年中国科学十大进展和中国高校十大科技进展，团队成员还获得了2011年“求是杰出科学家奖”、“求是杰出科技成就集体奖”和“中国科学院杰出科技成就奖”，以及2012年“全球华人物理学会亚洲成就奖”、“陈嘉庚科学奖”等荣誉。该工作得到了中国科学院、科技部、国家自然科学基金委员会和教育部等部门的资助。(中科院物理研究所 作者：薛其坤等)

【科学背景】分数量子霍尔效应是一种在强磁场下发生的量子相变，其中电子在二维材料中以特殊的方式组织，表现出量子化的电导特性。此效应下的准粒子称为任何子，它们具有分数量子电荷，并在交换位置时显示出分数统计，这为研究量子物理的基本问题提供了独特的视角。阿贝尔任何子表现出简单的分数统计，而非阿贝尔任何子则具有更复杂的交换行为，这些特性可以通过量子干涉实验进行探测。然而，尽管已有大量研究探索了量子霍尔状态下的电子干涉，实际操作中仍存在一些问题。例如，传统的GaAs/AlGaAs基干涉仪在调节干涉状态和处理库伦相互作用方面存在局限，这限制了对分数量子霍尔态的深入研究。为了解决这些问题，研究者们将目光转向了具有更高调节能力的石墨烯基干涉仪。双层石墨烯的高迁移率和电气调节特性使得其在分数量子霍尔效应研究中表现出色。近期，以色列魏茨曼研究所Yuval Ronen教授团队在双层石墨烯平台上成功构建了Fabry-Pérot干涉仪（FPI），该装置能够在单一Landau能级内通过精确的电静态调节动态地切换干涉状态，从库伦主导状态到Aharonov-Bohm干涉状态。本研究解决了在分数量子霍尔态下量子干涉的具体实现问题。通过在双层石墨烯基FPI中进行实验，作者能够在填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下观察到纯净的Aharonov-Bohm干涉模式。当电荷密度和磁场变化时，作者不仅观察到常数填充条件下的干涉现象，还在常数密度条件下发现了相位跳跃。这些跳跃表现出准粒子在干涉回路中积累的相位与回路内电子数的关系，验证了e/3准粒子的分数统计特性。【科学亮点】（1）实验首次构建并测量了基于范德华力的双层石墨烯Fabry-Pérot干涉仪（FPI），在分数量子霍尔效应（FQHE）中实现了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干涉的动态调节。该装置利用高迁移率双层石墨烯导电层，通过精确的电静态调节，允许在单一Landau能级内实现这一调节。（2）实验通过调节磁场和电子密度，探测了填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下的AB干涉现象。在保持常数填充因子的情况下，作者观察到纯净的AB干涉模式，确认了准粒子电荷为e/3。（3）当实验从常数填充的条件转向常数密度的条件时，干涉模式中出现了相位跳跃的演变。这些相位跳跃对应于准粒子在干涉回路中添加或去除的离散事件。（4）作者还发现，干涉准粒子所积累的相位可以表示为2π〈N〉，其中〈N〉为回路内的电子数。这个观察验证了准粒子遵循分数统计的预期，并为研究阿贝尔任何子提供了新的平台。【科学图文】图1： 基于双层石墨烯的法布里-珀罗干涉仪Fabry–Pérot interferometer，FPI。图2：可调谐整数量子霍尔效应 integer quantum Hall effect，IQHE干涉态，从库仑作用主导Coulomb-dominated，CD到阿哈勒诺夫-玻姆Aharonov–Bohm，AB态。图3：在1/3分数填充处的AB干涉。图4：恒定填充和恒定密度之间可调性。【科学结论】本文的研究通过在高迁移率双层石墨烯的基础上构建并测量范德华力Fabry-Pérot干涉仪（FPI），作者成功地在一个Landau能级内动态调节了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干涉的状态。这一实验不仅验证了在填充因子ν=1/3下的Aharonov-Bohm干涉模式，还揭示了在常数填充条件下的纯净干涉图样和在常数密度条件下的相位跳跃现象。这些发现表明，干涉准粒子所积累的相位可以被理解为2π〈N〉，其中〈N〉为回路内电子数，这为理解准粒子的分数统计特性提供了新的视角。通过这种精确的调节能力和测量手段，作者为研究阿贝尔任何子和探索更复杂的非阿贝尔统计奠定了坚实的基础。双层石墨烯所展示的偶数分母分数量子霍尔态的潜力，预示着未来在这一领域的广泛应用前景，为进一步的研究和技术发展提供了有力的支持。参考文献：Kim, J., Dev, H., Kumar, R. et al. Aharonov–Bohm interference and statistical phase-jump evolution in fractional quantum Hall states in bilayer graphene. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01751-w

【科学背景】分数量子霍尔效应是一种在强磁场下发生的量子相变，其中电子在二维材料中以特殊的方式组织，表现出量子化的电导特性。此效应下的准粒子称为任何子，它们具有分数量子电荷，并在交换位置时显示出分数统计，这为研究量子物理的基本问题提供了独特的视角。阿贝尔任何子表现出简单的分数统计，而非阿贝尔任何子则具有更复杂的交换行为，这些特性可以通过量子干涉实验进行探测。然而，尽管已有大量研究探索了量子霍尔状态下的电子干涉，实际操作中仍存在一些问题。例如，传统的GaAs/AlGaAs基干涉仪在调节干涉状态和处理库伦相互作用方面存在局限，这限制了对分数量子霍尔态的深入研究。为了解决这些问题，研究者们将目光转向了具有更高调节能力的石墨烯基干涉仪。双层石墨烯的高迁移率和电气调节特性使得其在分数量子霍尔效应研究中表现出色。近期，以色列魏茨曼研究所Yuval Ronen教授团队在双层石墨烯平台上成功构建了Fabry-Pérot干涉仪（FPI），该装置能够在单一Landau能级内通过精确的电静态调节动态地切换干涉状态，从库伦主导状态到Aharonov-Bohm干涉状态。本研究解决了在分数量子霍尔态下量子干涉的具体实现问题。通过在双层石墨烯基FPI中进行实验，作者能够在填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下观察到纯净的Aharonov-Bohm干涉模式。当电荷密度和磁场变化时，作者不仅观察到常数填充条件下的干涉现象，还在常数密度条件下发现了相位跳跃。这些跳跃表现出准粒子在干涉回路中积累的相位与回路内电子数的关系，验证了e/3准粒子的分数统计特性。【科学亮点】（1）实验首次构建并测量了基于范德华力的双层石墨烯Fabry-Pérot干涉仪（FPI），在分数量子霍尔效应（FQHE）中实现了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干涉的动态调节。该装置利用高迁移率双层石墨烯导电层，通过精确的电静态调节，允许在单一Landau能级内实现这一调节。（2）实验通过调节磁场和电子密度，探测了填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下的AB干涉现象。在保持常数填充因子的情况下，作者观察到纯净的AB干涉模式，确认了准粒子电荷为e/3。（3）当实验从常数填充的条件转向常数密度的条件时，干涉模式中出现了相位跳跃的演变。这些相位跳跃对应于准粒子在干涉回路中添加或去除的离散事件。（4）作者还发现，干涉准粒子所积累的相位可以表示为2π〈N〉，其中〈N〉为回路内的电子数。这个观察验证了准粒子遵循分数统计的预期，并为研究阿贝尔任何子提供了新的平台。【科学图文】图1： 基于双层石墨烯的法布里-珀罗干涉仪Fabry–Pérot interferometer，FPI。图2：可调谐整数量子霍尔效应 integer quantum Hall effect，IQHE干涉态，从库仑作用主导Coulomb-dominated，CD到阿哈勒诺夫-玻姆Aharonov–Bohm，AB态。图3：在1/3分数填充处的AB干涉。图4：恒定填充和恒定密度之间可调性。【科学结论】本文的研究通过在高迁移率双层石墨烯的基础上构建并测量范德华力Fabry-Pérot干涉仪（FPI），作者成功地在一个Landau能级内动态调节了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干涉的状态。这一实验不仅验证了在填充因子ν=1/3下的Aharonov-Bohm干涉模式，还揭示了在常数填充条件下的纯净干涉图样和在常数密度条件下的相位跳跃现象。这些发现表明，干涉准粒子所积累的相位可以被理解为2π〈N〉，其中〈N〉为回路内电子数，这为理解准粒子的分数统计特性提供了新的视角。通过这种精确的调节能力和测量手段，作者为研究阿贝尔任何子和探索更复杂的非阿贝尔统计奠定了坚实的基础。双层石墨烯所展示的偶数分母分数量子霍尔态的潜力，预示着未来在这一领域的广泛应用前景，为进一步的研究和技术发展提供了有力的支持。参考文献：Kim, J., Dev, H., Kumar, R. et al. Aharonov–Bohm interference and statistical phase-jump evolution in fractional quantum Hall states in bilayer graphene. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01751-w

近期，QD中国样机实验室全新引进Lake Shore公司推出的M91快速霍尔测试仪，该快速霍尔测量系统可以与完全无液氦综合物性测量系统-PPMS® DynaCool&trade 无缝连接。全新的M91快速霍尔测量方案采用革新的一体式设计，相比传统的霍尔效应测量解决方案，显著提高了测量的灵敏度、测量速度以及使用便利性。M91将所有必要的测量信号源和锁相等信号处理功能集于一体，在测量低载流子迁移率样品时相比其他测量手段有显著优势。左）：完全无液氦综合物性测量系统-PPMS® DynaCool&trade ，右）：M91快速霍尔测试仪QD中国样机实验室M91快速霍尔测试仪集成于完全无液氦综合物性测量系统 M91快速霍尔测试仪能够检测样品电极接触状况并确保测量始终处于最佳样品条件下进行。尤其在测量低载流子迁移率材料时，M91可以更快、更准确地完成相关测量。得益于仪器特有的FastHall技术，消除了在测量过程中翻转磁场的必要性，测量速度可达传统方法的100倍，几秒钟内即可精确测量流动性极低的材料，使得该选件在PPMS上的测量效率大幅提升, 即便是在范德堡测量法(vdP)几何接线的测量过程中，也可以更快地分析低载流子迁移率材料样品。M91快速霍尔测试仪可以直观判定样品接触电极质量FastHall可以覆盖更低的载流子迁移率测量范围 产品特点：✔ 采用FastHall技术，在测量过程中无需进行磁场翻转✔ 全自动检查样品引线接触质量，提供完整的霍尔分析✔ 计算范德堡接线样品以及Hall Bar样品相关参数✔ FastHall测量技术在采用范德堡接线时可将载流子迁移率测量极限缩小到0.001 cm2/(Vs)✔ 可在显示屏直观显示检测过程，并具有触摸操作功能实时执行相关测量指令标准电阻套件——M91可以通过DynaCool杜瓦LEMO接口连接进行测量PPMS与M91的集成示例 标准测量模式下 PPMS DynaCool 采用自带样品托进行测量PPMS样品托电极接线方案该联用方案支持范德堡vdPauw 4引线连接以及Hall Bar 6引线连接模式，样品引线通过样品托底部针脚与PPMS样品腔连接并通过杜瓦侧面Lemo接口连接到M91测量单元上。该方案可以快速适配PPMS DynaCool系统并具有标准电阻测量范围（最大10 MΩ），使用常见的PPMS电学测量样品托即可完成相关测试。左）：M91通过多功能杆顶部的接口直接连接；右）：M91高阻模式PPMS多功能样品杆左) 高精度电学输运样品杆样品台 右) 样品杆顶部接口左）：样品板；右）：样品板插座此外，针对有高阻小信号测量需求的客户，QD中国样机实验室也匹配了LakeShore提供的高阻测量方案。该方案通过专用的多功能样品杆将样品板电极引线通过同轴电缆从样品腔顶部引出，从而获得更好的信噪比和更大的电阻测量范围（最大200 GΩ）。M91组件自带的MeasureLINK软件与PPMS MultiVu深度集成，可以与MultiVu工作在同一台主机上亦或是同一局域网下的任意一台主机上对系统进行控制。2K温度下使用PPMS 0-9T扫场的砷化镓二维电子气薄膜，采用范德堡测量法横向及纵向电输运测量结果准确反应了材料的整数量子霍尔效应 传统的直流场霍尔效应测量适用于具有较高迁移率的简单材料，但伴随着载流子迁移率的降低，测量难度增加，精度降低。在光伏、热电和有机物等前景广阔的新型半导体材料中，测量难度就增加了不少。 交流锁相技术结合先进锁相放大器和更长测量窗口，可以提取更小的霍尔电压信号，目前常用于探索低迁移率材料。然而，延长测量间隔会增加热漂移效应带来的误差，并且需要更长的时间来获得结果，有时甚至需要数小时。FastHall 技术有效解决了这些问题，甚至可以在几秒钟内精确测量极低迁移率的材料，极大的拓宽了材料研究测试的范围。为了便于广大客户全面了解和亲身体验M91快速霍尔测试仪，QD中国样机实验室引进了该设备样机，现已安装于公司样机实验室并调试完毕。即日起，我们欢迎对该设备感兴趣的老师和同学来访，我们在QD中国样机实验室恭候大家的到来。相关产品1、M91快速霍尔测试仪https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C554347.htm2、完全无液氦综合物性测量系统-DynaCoolhttps://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C18553.htm

近日，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心田明亮课题组利用磁输运方法，在本征反铁磁拓扑绝缘体MnBi2Te4中发现体态轨道磁矩产生的四重对称性的平面霍尔效应。相关研究成果发表在Nano Letters上 。　　当前，拓扑量子材料由于其独特的性能，在未来低功耗量子自旋器件中颇具应用价值，是相关领域的研究热点。在拓扑材料中，贝里曲率和轨道磁矩是两个基本的赝矢量，对材料物性产生重要影响。轨道磁矩在谷电子学和手性磁效应中具有重要作用，而相比贝里曲率研究，关于轨道磁矩相关新奇物性的研究较少。近年来，本征反铁磁拓扑绝缘体MnBi2Te4受到广泛关注。这个体系具有丰富的物性，如量子反常霍尔效应、拓扑轴子态等，并为探讨轨道磁矩和贝里曲率对量子输运现象的影响提供了良好的平台。　　科研人员利用微纳加工技术，制备出基于MnBi2Te4纳米片的Hall-bar器件，通过平面霍尔效应的测量，探究了贝里曲率和轨道磁矩对输运现象的影响。实验发现，在低温下弱磁场（B 10T），平面霍尔效应的周期从π转变成π/2，同时幅值由正变为负。为了阐明π/2周期的物理机制，研究人员进行理论计算。计算结果表明，π/2周期的平面霍尔效应来源于体态Dirac电子的拓扑轨道磁矩，且理论结果与实验结果完全吻合。进一步实验发现，随着温度升高，由于体态和表面态的竞争，平面霍尔效应发生非平庸演化。该研究揭示了轨道磁矩诱导的新颖电磁效应，也为磁性拓扑材料在低功耗自旋电子学中的应用提供了指引。　　研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、强磁场安徽省实验室等的支持。　　论文链接

霍尔德上市新品啦！2024年02月21日上市了一款双通道原子荧光光度计【双通道原子荧光光度计←点击此处可直接转到产品界面，咨询更方便】双通道原子荧光光度计是一种高灵敏度、低检出限的痕量元素分析仪器。它利用原子荧光谱线作为检测手段，通过测量特定元素在激发光源照射下产生的荧光强度，实现对痕量元素的定量分析。双通道原子荧光光度计是新一代全自动原子荧光光度计。采用注射泵设计，具有高可靠性、高度智能化、高度自动化、免维护的人机交互设计，解决了传统原子荧光的痛点问题。本仪器用途广泛，应用领域包括：食品卫生、城市供排水、环保、农业、冶金、化妆品、医药、地质、商检等痕量及超痕量元素的检测。如：环境样品检测、化妆品中有害元素检验、食品卫生检验、地质、冶金样品检验、城市给排水检测、海洋环境及水产品检测、天然饮用矿泉水检测、教育与科研、临床医学样品检验、中成药品检验、农业环保及农产品检测等。 双通道原子荧光光度计优势特点： 1、测量方式：双通道两灯位，单元素测试、双元素同时测试可选，双元素同时测定，提高仪器分析速度。 2、检测项目：可测定样品中As、Sb、Bi、Hg、Se、Te、Sn、Ge、Pb、Zn、Cd、Au等十几种元素的痕量分析； 3、检测光源：采用集束式脉冲供电方式（方波减少干扰），特制高强度空芯阴极灯，仪器可以自动识别能量自动配比并可调； 4、光学系统：短焦距透镜聚光，无色散全密闭避光调光系统； 5、进样系统：全自动内置式双顺序注射泵进样系统，能够进行自动稀释，在线精确调节还原剂进样量； 6、原子化器：低温自动点燃氩-氢火焰，屏蔽式石英原子化器； 7、保护装置：开机自检，气路自动控制、自动保护、自动报警系统； 8、除蒸气装置：具备化学气相发生气液分离装置，自动去除水蒸气装置；9、捕集阱装置：具备氢化物发生原子荧光检测尾气中有害元素捕集阱装置，有效防止对环境造成的二次污染； 10、专用操作软件：适用于XP/win7/win8/win10的中文窗口操作软件 11、预留升级接口：与液相色谱等装置联用可做As、Se、Sb、Hg等元素形态分析及价态分析； 12、自动标准曲线：自动单点配标准曲线，曲线的线性系数0.999，在线更改进样量； 13、流量精准控制：模块化质量流量计设计，流量通过计算机控制，流量准确，气路安全； 14、采用进口核心部件：日本原装进口光电倍增管；德国费斯托进口的气路阀件系统；法国圣戈班进口的泵管；美国进口的蠕动泵。 15、可选配160位极坐标式自动进样器，实现全自动实验分析，提高检测效率。全自动原子荧光光度计技术参数： 型号 HD-AFS01 HD-AFS02 测量元素 As、Sb、Bi、Hg、Se、Te、Sn、Ge、Pb、Zn、Cd、Au等十几种 测量通道 双通道 进样系统 间歇泵 （结构简单，维护方便，成本低，准确性低于注射泵） 注射泵 （精度比间歇泵高一个数量级，测试精度更高，更稳定） 检出限 AS、Se、Pb、Bi、Sb、Te、Sn：＜0.01μg/L Hg、Cd＜0.001μg/L Ge＜0.05μg/L Zn＜1.0μg/L Au＜3.0μg/L 测量精度 ≤0.8% ≤0.2% 线性范围 大于三个数量级 自动进样器 160位极坐标式自动进样器（选配）

HOLVES一直致力于研发高精度的补料系统，提供多样化的补料方式。目前，全新的Feed-Sup® 已正式上线，相较于前两代系统，Feed-Sup® 在控制方式和补料功能上做出了重大改进和优化，更能有效和精准的实现生物发酵过程中的补料控制，成功做到产品的迭代发展，进一步满足了不同客户的补料要求。Feed-Sup® 补料控制方式的升级Feed 1th采用的是模拟量控制方式，Feed 2th采用的是脉冲控制方式，而Feed-Sup® 在前两者的基础上再次做出改进，采用了RS-485通讯方式，关于三种控制方式的对比，参见往期文章《步进电机驱动方式对蠕动泵精度的影响》。新入控制方式的引入更能有效的实现发酵过程中培养液或发酵基质的补充精度，确保发酵罐中营养物质的浓度、温度或氧气含量，以理想状态支持发酵。Feed-Sup® 补料功能的升级Feed 1th和Feed 2th补料功能基于传统补料过程中手动和按时补料模块的显示和运用，确保补料过程中pH和DO的关联控制，具体的补料功能如下图。（Feed 1th / 2th补料控制主界面）● 常规功能1）补料泵转速和流速的显示系统的主控画面图标和补料控制的主界面均可以实时显示补料泵的转速和泵出液的流速，通过观察即可了解补料泵的运行状态。2）补料的校准和补料管的切换输入设定量，并通过手动补料功能泵出设定量的液体，再将实际泵出的液体体积输入至实际量中，最后点击校准按钮即可实现补料泵的校准。选择补料泵上安装的硅胶管管号，再点击复位按钮切换至目标硅胶管的蠕动泵系数后即可实现16#、19#、25#三种管径的硅胶管切换，以满足不同的补料需求。 3）累计补料量的计算与清除功能系统的主控画面图标可以实时显示发酵过程中的累计补料量，而通过清除按钮还可实现累计补料量的清除，从而自定义累计补料量的记录起始点。● 手动补料设置手动补料时补料泵的转速，加入的料液体积，启动后系统可计算出定速定量后补料泵所需工作的时间，以及显示补料泵剩余的工作时间。● 按时补料输入所需的单位时间补料量、补料泵转速和补料泵工作时间，可得到补料泵的控制周期，进行按时定量补料。● 补料关联pH培养基的碳氮比、营养物质的种类、不同料液中微生物的代谢产物等都会对发酵液的pH造成影响，所以有些时候需要采用补料方式调节pH。在发酵过程中，输入所需的关联转速，以及补料正向关联pH或补料反向关联pH的条件，如下图所示系统即可进行补料单向关联pH。● 补料关联DO同理，补料也会对发酵液的DO造成影响，影响程度的大小随补料情况、菌种状态等因素而定。在发酵过程中，输入所需的关联转速，以及补料正向关联DO或补料反向关联DO的条件，系统即可进行补料关联DO，进行多重调节DO，满足客户多样需求。（Feed 1th / 2th补料关联控制界面）以上为前期产品补料系统，Feed-Sup® 在保留1th和2th的基础上，还更新了方程补料和指数补料功能，一般情况下，高密度发酵是在营养物质限制的条件下进行的，通常是以碳源物质作为限制性营养物质，通过恒速补料、指数补料等补料方式，补加营养物质以实现高密度发酵培养。就大肠杆菌而言，指数补料策略不仅能够让细胞保持恒定的比生长速率生长，而且通过将比生长速率控制在乙酸积累的临界比生长速率下，还能抑制代谢副产物乙酸的积累，从而减小乙酸对发酵培养的副作用。基于以上需求，Feed-Sup® 补料功能设置如下图：（Feed-Sup® 给料控制界面）● 方程补料输入方程补料中的关键参数a和b的数值，以及方程补料所需运行的时间t，即可进行方程补料。● 指数补料输入指数补料中的关键参数F1(0)和μ的数值，以及指数补料所需运行的时间t，启动关联，即可进行指数补料。方程补料和指数补料主要参数的说明如下图：‍（Feed-Sup® 方程补料、指数补料说明）方程补料和指数补料系统的开发和投入使用使得HOLVES在现有产品的补料功能上得到更大升级，满足了客户在实际发酵使用过程中的精准控制及操作便利性，保持科研成果的科学严谨性，也是HOLVES一直致力于生物发酵领域精益求精的发展追求。HOLVES产品在持续更新迭代，以满足不同种类的客户需求，提供更好的产品体验和用户服务，新品持续研发中，敬请关注注：本篇文章内容为霍尔斯HOLVES版权所有，未经授权禁止转载及使用。

一款智能高效的实验室平行生物反应器霍尔斯（HOLVES）于今年9月初推出的最新系列平行生物反应器，本周正式进入定制阶段，作为一家创新的生命科学公司，研发和生产出多款实验室科研设备，霍尔斯（HOLVES）团队表示此次新品，将为您的科研工作带来跨越式的进步。用于微生物发酵的平行高通量研究HPB Mini系列产品是一款科研型实验室平行生物反应器，是实验室实现高通量筛选的一款科研利器。非常适合条件摸索和工艺优化，提高了生物培养实验的准备效率，配置更灵活、操作更容易，运行成本低。可以广泛运用于实验室细菌发酵、细胞培养和酶生化反应。产品优势：模块化BBM搭建设计：得益于新总线技术层面的应用，产品可实现积木模块化BBM搭建设计，主控制器可控制搭建的所有BBM模块，无需更换控制器和硬件。目前可以实现BBM模块：补料泵模块、自动进气模块、尾气模块等专业模块搭建，系统可根据需求定制独家方案。 自由扩充反应堆数量： 以2组为一个单位，最多可以扩充至64组，搭配霍尔斯（HOLVES）先进的平行控制软件，可多平台同时监控数据、操控设备。 智能自动化管理： 设备融合霍尔斯（HOLVES）多项独家专利技术，实际应用在功能管理系统中，包括H-Mix®搅拌系统、Feed-Sup®补料系统、Smart-SC®智能顺控、Meta-Tri®审计追踪等在内，让设备真正实现智能自动化管理。 值得信赖的品质： 秉承霍尔斯（HOLVES）一贯的验收把关，精选国内外知名品牌部件，只为用户打造合适的系列方案。如果您对HPB Mini平行生物反应器感兴趣，可以点击此处查看咨询，也可直接联系我们！

10月28日，2005年诺贝尔物理学奖获得者约翰霍尔教授从华东师范大学校长俞立中手中接过了名誉教授的证书。 　　当天，约翰霍尔以“光学频率梳”为题，与华东师大师生分享了他有关科学需求、理念重塑、创新和机缘的故事，以及诸多富有价值、出人意料的实际应用。 　　“霍尔教授的名字如雷贯耳，今天能够亲眼目睹这位诺贝尔得主和专业大师的风采，我觉得非常幸运。”物理系2008级博士方易说，“而且更幸运的是，我们还近距离地与他进行了交流，例如我们在实验中遇到的瓶颈等，这种经历实在太让人难忘了。” 　　武愕副教授是华东师大精密光谱科学与技术国家重点实验室的一名青年教师，她去年在德国进行学术交流时，曾与霍尔教授有过近距离的接触。“他是我们这一领域领头羊式的人物。”武愕说，“这次他能够来到学校并受聘为名誉教授，无论对学校还是对我们实验室所有成员来说，都是一次学习交流的宝贵机会。我们与他交流实验室目前在做的项目，他还给我们提出了许多好的建议和想法，受益匪浅。” 　　讲座结束后，霍尔教授被同学们团团围住。同学们就如何开展交叉学科研究、如何有效进行学术研究、如何将个人兴趣与研究相结合以及霍尔教授获诺贝尔奖经过等问题，与霍尔教授进行了深入的交流。 　　约翰霍尔教授在精密光谱、光速测量方面的开创性研究成果以及“光学频率梳”的技术发明实现了简单直接的光学频率测量，并已在科学、气象学和诊断性药物领域得到了广泛应用，获得了2005年诺贝尔物理学奖。

霍尔德上市新品啦！2024年01月19日上市了一款荧光光谱测金仪【荧光光谱测金仪←点击此处可直接转到产品界面，咨询更方便】黄金质量的鉴别主要分为定性检验和定量检验。定性检验，是透过黄金的质地、硬度与质量的细微差异，用我们的肉眼去判断纯度。而定量检验，则通过精确测量黄金的物理特性，将纯度转化为数字，使我们对黄金纯度的理解更加深入、更加明确。光谱测金仪配备“一键测试”智能软件，能一键智能检测20种金属：金，银，铂，钯，铼，铱，钨，镉，铜，镍，锌，铑，钌，铁，钴，锇，铅，锡，铟，锰，是目前市场上最便宜的能检测“铼”元素的光谱仪，能同时显示贵金属百分比纯度、黄金K值。除了检测常见金银铂钯等贵金属外，还能识别“黄金掺铼”；仪器稳定性好、精度高，能区分99.99金和99.90金，适用于黄金回购、珠宝零售、典当质检、大专院校珠宝专业、珠宝教育培训等行业。技术参数分析范围：0.01%~99.99%； 测量精度：0.05%； 高压电源：0~50KV； 光管管流：0uA~1000uA； 摄像头：高清摄像头； 探测器：增强型正比计数管探测器； 多道分析器：多通道模拟； 样品腔尺寸：310*270*90(mm)； 测试时间：5~60秒； 测量元素：可检测20种金属：金，银，铂，钯，铼，铱，钨，镉，铜，镍，锌，铑，钌，铁，钴，锇，铅，锡，铟，锰； 分析软件：定性定量分析软件； 环境温度：5℃~30℃； 相对湿度：15%~85%； 电源要求：AC220V士5V,附近无大功率电磁和振动干扰源； 外部尺寸：450*400*390（mm）； 额定功率：120W； 重量：36Kg。

霍尔德上市新品啦！2024年01月04日上市了一款便携式油液颗粒计数器【便携式油液颗粒计数器←点击此处可直接转到产品界面，咨询更方便】对润滑油颗粒度的评估，我们通常从两个方面展开：颗粒尺寸分布以及颗粒浓度。通过细致地检测和分析，我们可以深入了解润滑油的清洁度、颗粒污染程度，以及颗粒的细致尺寸和分布情况。通过这样的评估，我们可以精确判断润滑油的有效寿命，洞察设备的健康状况，从而制定出更合适的维护计划。这就好比为设备进行定期体检，提前预警可能存在的问题，预防潜在的故障。而定期监测和控制润滑油颗粒度，无疑是维护设备性能、延长设备寿命的重要手段。这就像是为设备提供了一份全面的保健方案，确保其始终处于最佳状态。便携式油液颗粒计数器是采用国际液压标准委员会指定的光阻（遮光）法计数原理，专门用于现场油液污染度等级快速检测装置。具有体积小、质量轻、检测速度快、精度高、重复性好等优点，可在高温高压等及其恶劣的条件下工作。内置微水传感器和温度传感器，在进行污染度检测的同时，可对水含量和油液温度一并检测。适用于发动机油、齿轮油、变压器油（即绝缘油）、液压油、润滑油、合成油等油液，可广泛应用于电力电厂、航空航天、石油化工、交通港口、钢铁冶金、汽车制造等领域。自动颗粒计数器主要特点：1．采用光阻（遮光）法原理，使用高精度激光传感器，体积小、精度高、性能稳定；2．适用于实验室或现场检测，也可选配减压装置用于在线高压测量，实时监测用油系统中的颗粒污染度；3．可外接压力舱形成正/负压，实现高粘度样品的检测和样品脱气；4．内置数据分析系统，能显示各通道粒径的真实数据并自动判定样品等级；5．管路采用316L及PTFE材料，满足各类有机溶剂及油品的检测；6．具有体积冲洗和时长冲洗模式，方便用户对设备的使用和维护；7．内置ISO4406、NAS1638、SAE4059、GJB420A、GJB420B、ГOCT17216、GB/T14039等颗粒污染度等级标准；8．内置校准功能，可按GB/T21540、ISO4402、GB/T18854等标准进行校准；9．内置数据分析系统，可根据标准自动判定样品等级，具有数据自动处理、打印功能；10．可设定任意报警级别，实现污染度或洁净度检测；11．内置微水传感器和温度传感器；12．中英文输入，一键切换，具有预设、输入、修改、存储功能，操作方便快捷；13．超大存储，可选择存储在仪器内部或外部存储设备中；14．嵌入式设计，高强度外壳，便于携带，适合各类工程机械技术指标：光 源：半导体激光器；检测速度：20-60mL/min；离线检测样品粘度：≤100cSt，粘度高时可选配压力舱；在线检测压力：0.1~0.6Mpa（选配减压装置最高压力可达42Mpa）；粒径范围：1~500μm；接口：USB接口、电源接口；数据存储：提供1000组数据存储空间，并支持优盘存储；灵 敏 度：0.8μm或4μm（c）；极限重合误差：40000粒/ml；计数体积：1~999ml；计数准确性：误差＜±10%；防护等级：IP67；测试时间间隔：1秒~24小时；检测样品温度：0~80℃；水活性参考值：0~1aw（±0.05aw）；水含量：0~360ppm（±10%）；工作温度：-20~60℃；供 电： AC 220V±10%、50/60Hz；重量：2.5kg； 体积：275×220×107mm

霍尔德上市新品啦！2023年12月28日上市了一款密封性测试仪【真空密封性测试仪←点击此处可直接转到产品界面，咨询更方便】密封试验是检测产品泄漏状况的有效检测。在产品包装过程中，由于各种难以预测的因素，封合环节可能会出现疏漏，如漏封、压穿，甚至因材料本身存在的微小瑕疵，如裂缝、微孔，这些都可能形成内外互通的小孔。这样的情况，无疑会对包装内的产品造成潜在威胁，特别是对于食品、医药、日化等对密封性要求极高的产品，其质量的保障更依赖于密封性的完好。真空密封性测试仪专业适用于产品的密封试验，通过试验可以有效地比较和评价软包装件的密封工艺及密封性能，是食品、塑料软包装、湿巾、制药、日化等行业理想的检测仪器。 产品特征 1.具备保压试验模式与梯度试验模式，满足不同材料测试需求； 2.系统采用微电脑控制，抽压、保压、补压、计时、反吹、打印全自动化操作； 3.设备搭配7寸彩色触摸屏，实时显示压力波动曲线，自带微型打印机，支持数据预置、断电记忆，确保测试数据的准确性； 4.试验结果自动统计打印及存储； 5.具备三级权限管理功能，支持历史数据快速查看； 6.采用优质气动元件，性能经久耐用、稳定可靠技术参数 真 空 度 0～-90kPa 分辨率0.01KPA 保压时间0-999999S 精度 0.5级打印机热敏打印机（标配） 针式打印机（选配）真空室尺寸 Φ270mm×210 mm (H) （标配） Φ360mm×585 mm (H) （另购） Φ460mm×330 mm (H) （另购） 气源压力 0.7MPa （气源用户自备）或厂家配备空气压缩机（选配）气源接口 Φ6mm 聚氨酯管 电源 220 V/50Hz 外型尺寸 290mm(L)×380mm(B)×195mm(H) 主机净重 15kg

近日，来自上海市计量协会、上海申北会计师事务所、上海市分析测试学会、上海舜宇恒平科学仪器有限公司及同济大学的专家对上海计量院机械制造所承担的上海市市场监督管理局科技项目“大砝码磁性测量系统的研制”进行验收。 　　与会专家听取项目组汇报，审阅验收资料，经充分讨论与质询，一致认为该项目达到计划任务书考核指标，同意验收通过。 　　该项目提出基于霍尔效应的高斯计磁性测量方法，区别于国内主要计量机构现有磁化率计法的砝码磁性测量方法，解决50 kg以上砝码难以进行磁性测量问题。同时，研制国内首套测量范围为100kg-1000kg大砝码磁性测量系统，实现测量范围5μT-2500μT(分辨率0.01μT)砝码极化强度测量，极化强度测量不确定度达到0.01μT-30μT(k=2)，可覆盖E1-M3等级各形状大砝码。 　　项目成果将应用于各等级大砝码、高准确度力值砝码、压力砝码、扭矩砝码的磁性测量，提升质量量值测量准确度。

扫描霍尔探针显微镜项目(项目编号：JDCG2016-212) 组织评标工作已经结束，现将评标结果公示如下：　　一、项目信息　　项目编号：JDCG2016-212　　项目名称：扫描霍尔探针显微镜　　项目联系人：王晓平　　联系方式：0431-85095975　　二、采购人信息　　采购人名称：吉林大学　　采购人地址：吉林省长春市人民大街5988号即吉林大学东区继续教育学院楼517室　　采购人联系方式：王晓平 0431-85095975　　三、项目用途、简要技术要求及合同履行日期：　　见招标文件　　四、中标信息　　招标公告日期：2016年06月08日　　中标日期：2016年06月30日　　总中标金额：159.401 万元(人民币)　　中标供应商名称、联系地址及中标金额：　　QUANTUM量子科学仪器贸易(北京)有限公司　　159.401万元　　评标委员会成员名单：　　王玲、王智宏、李敏、马鸿佳、徐娓　　中标标的名称、规格型号、数量、单价、服务要求：　　扫描霍尔探针显微镜　　五、其它补充事宜　　无

p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(31, 73, 125) " 就其在最独特或最具创新性的领导力培养计划领域达到的卓越成就而获奖 /span /p p 　　2018 年2月6日，北京——安捷伦科技公司(纽约证交所： A)与模拟式领导力培养计划的领先供应商 Insight Experience 在今日共同宣布，他们获得了备受瞩目的布兰登· 霍尔集团最独特或最具创新性领导力发展计划类的卓越奖铜奖。 /p p 　　安捷伦与 Insight Experience 联合开发了新兴领导者计划 (ELP)，旨在加快获选的安捷伦员工就任安捷伦高级领导职位的准备工作。 Insight Experience 采用独特的业务模拟工具快速启动了这项为期 8 个月的计划，计划中着重培养战略思维与团队建设技能。 在整个计划中，参与者们要参与一些战略业务项目，并将学到的技能在项目中付诸实践。 计划中包括评估、培训、社区活动，需要参与者的协作技能和主管部门的积极参与，可以使参与者和管理者拥有一段意义非凡的计划经历。 /p p 　　安捷伦全球人力资源副总裁 Erica Wright 谈道：“安捷伦一直以来都很注重员工的发展， 我们为新兴领导者计划的实行感到自豪，也很荣幸这项计划能得到布兰登· 霍尔集团的青睐。 ELP 是一项真正独特的计划，能够为公司的新一代领导者提供前所未有的培训机会。” /p p 　　布兰登· 霍尔集团首席运营官兼奖项负责人 Rachel Cooke 表示：“卓越奖的获得象征着人力资源管理实践对业务或组织机构具有积极的影响力， 许多组织机构都拥有周密的人力资源管理 (HCM) 方案，但只有 HCM 实践真正使业务受益的组织机构才满足卓越奖的标准。 这就是卓越奖计划代表的意义所在，也是布兰登霍尔集团传播的理念所在。” /p p 　　布兰登?霍尔集团是一家人力资源管理 (HCM) 研究与咨询服务公司，专门提供学习与发展、人才管理、领导力培养、人才招聘和员工管理等关键绩效领域的见解。 /p p 　　集团设立的奖项由独立的资深高级业内专家、布兰登· 霍尔集团分析师和执行主管构成的评审小组进行评选，依据的标准包括需求切合度、方案设计、功能性、创新性和可测总收益。 布兰登?霍尔集团将于 2018 年 1 月 31 日至 2 月 2 日在美国佛罗里达州棕榈滩花园的 PGA 国家度假村举办 HCM 卓越奖颁奖会，会上将为获奖者颁发奖项。 /p p 　　关于安捷伦科技公司 /p p 　　安捷伦科技公司(纽约证交所： A)是生命科学、诊断和应用化学市场领域的全球领导者，拥有 50多年的敏锐洞察与创新，我们的仪器、软件、服务、解决方案和专家能够为客户最具挑战性的难题提供更可靠的答案。在2017财年，安捷伦的营业收入为44.7亿美元，全球员工数为13500人。 /p p 　　关于 Insight Experience /p p 　　Insight Experience 成立于 2001 年，旨在打造最前沿的领导力培训与模拟式学习体验模式。 公司的专家团队与其他公司开展密切合作，共同制定涵盖了商业洞察力、战略执行力、均衡领导力和新领导者培养等领域最新商业趋势的一体化方案。 Insight Experience 位于美国马萨诸塞州康科德市。 /p

磁性材料是构成现代工业的重要基础性材料，在永磁电机、磁制冷、磁传感、信息存储、热电器件等领域扮演着重要角色。在自旋电子学前沿领域，利用磁性材料中的磁矩引入额外对称性破缺效应是一个研究热点。最近，中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室的朱礼军团队在单晶CoFe (001)薄膜器件中观测到各向异性的平面能斯特效应（Planar Nernst Effect），其强度随 (001) 晶面的晶格方向强烈变化并呈现面内双轴各向异性（见图1）。当磁矩在外磁场驱动下在薄膜材料平面内旋转时，电流产生的温度梯度导致的平面能斯特电压表现为一个sin2φ依赖的二次谐波横向电压信号（φ为磁矩相对电流的夹角）。这种有趣的各向异性平面能斯特效应被认为主要起源于内禀的能带交叠效应，可能对谐波霍尔电压、自旋扭矩铁磁共振、自旋塞贝克等自旋电子学实验的分析产生重要影响（见图2），有望应用于能量收集电池和温度传感器等。然而，这种平面能斯特效应的各项异性并没有导致任何极化方向的非平衡自旋流（Spin Current）或自旋轨道矩（Spin-Orbit Torque）的产生。该工作以“Absence of Spin-Orbit Torque and Discovery of Anisotropic Planar Nernst Effect in CoFe Single Crystal”为题发表在期刊Advanced Science上 [链接:https://doi.org/10.1002/advs.202301409]。朱礼军研究员为通讯作者，博士后刘前标为第一作者，博士生林鑫作为合作者完成了有限元分析并参与了器件的加工测量。该工作的完成离不开中国科学院半导体研究所赵建华研究员（单晶CoFe样品生长）、周旭亮副研究员（光刻工艺）、北京师范大学熊昌民副教授（PPMS测试）、袁喆教授（能带理论讨论）的支持和帮助。相关工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金委面上项目和中国科学院战略先导专项的资助。图1. （a）双十字霍尔器件中的平面能斯特效应；（b）CoFe (001)平面能斯特电压的各向异性。图2. 各向异性平面能斯特效应对（a）谐波霍尔电压、（b）自旋塞贝克、（c）自旋扭矩-铁磁共振等自旋电子实验的广泛影响及其在（d）热电器件方面的应用案例。

为切实加强水质监测能力，提升公司职工的专业素质，进一步做好水质监测及预警工作，江西铜业技术研究院有限公司购置了霍尔德电子生产的台式水质检测仪器和智能消解仪，并邀请霍尔德电子技术人员为化验员开展了为期三天的水质检测业务培训，为进一步提高水质检测工作质量，增强水质监测中心化验员水质检测业务能力打下了基础。培训仪器培训内容1.仪器设备管理仪器的分析原理和工作原理、仪器组成部分和主要功能、仪器操作规程&校准规程、常见故障排查、仪器维护保养、常用备品备件&耗材清单等。2.仪器设备期间核查 仪器设备的期间核查、期间核查的实施步骤、期间核查的常用方法、期间核查的常用方法、期间核查的结果处理、实施期间核查注意要点等。培训会上，霍尔德电子技术人员先对设备的调试、使用、保养等方面进行了讲解教学，然后一对一指导参会人员操作使用水质检测设备，确保参训人员能够正确、熟练地操作仪器，保证检测结果的有效性和准确性。通过本次培训，使培训人员基本掌握了水质检测设备的操作使用、水质检测流程和有关水质检测工作要求，达到预期效果，取得积极成效。

探索材料角度相关的磁输运性质是凝聚态物理学中应用广泛和重要的课题研究方向。该研究通常需要很宽的样品温度范围，比如从室温到几开尔文或更低，还需要强大的矢量磁场。控制矢量磁场对此类研究尤为重要。然而，传统的超导矢量磁体不仅价格昂贵，而且场强也有限：三个方向上至少两个方向的磁场强度通常不能超过2T。 德国attocube公司是上著名的端环境纳米精度位移器制造商。近期，该公司推出的atto3DR低温双轴旋转台，将施加在样品上固定方向的单一磁场（垂直或水平方向）的改变为三维矢量磁场。通过这种方式，在任何其他方向上也可立即获得非常高的磁场（例如9 T或12 T）。因此，它相当于提供了9T-9T-9T矢量磁铁的等效系统，这是目前尚无法实现的。此外，与常规矢量磁铁（如5T-2T-2T）只能在旋转中提供大2T的磁场相比，此解决方案的成本也非常低。 另外，双旋转轴的应用保证了样品在任意磁场方向上的变化和灵活性，通过水平固定轴的旋转，可控制样品表面与外界磁场的倾角（+/- 90°）；而沿面内固定轴的旋转提供了另外+/- 90°的运动，从而实现样品与磁场形成任意相对方向。同时还兼容2英寸样品空间和He气氛，配备Chip carrier，提供多达20个电信号接口。 1. 为什么要旋转你的样品？ 物理学家、化学家和材料科学家正在不懈地寻找具有理想性能的新材料。新材料几乎每天都会被合成出来，并经历各种各样的测量和表征。费米面的表征在材料表征中起着核心作用，因为将电子结构与材料的性质相关联，可以设计出具有所需性质的材料，并针对特定的应用进行调整。若能够地控制磁输运测量中的场方向有助于提取样品各向异性的信息。能够旋转样品在面内和面外场之间切换，或沿所需方向（例如，沿准一维样品，如纳米管或纳米线）对准就显的尤为重要。 Attocube公司研发的压电驱动的纳米旋转台有效地取代了价格昂贵的矢量磁铁，甚至提高了它们的性能，不仅扩大了其任意方向上的大可用磁场，而且也能很好的实现自动化的测量。更为重要的一点是：它们优于传统无法避免的机械滞后性的机械转子。此外，当需要超高压条件时，例如在ARPES中，与机械旋转器相比，压电陶瓷旋转台提供了额外的优势-压电陶瓷旋转台不会导致超高压室泄压或者漏气。2. Attocube提供的解决方案2.1 attocube 的纳米精度旋转台 attocube提供了多种可以组合的压电驱动纳米定位器，其中包括水平旋转台和竖直旋转台（attocube纳米旋转器-ANR/ANRv）。旋转台组合包括一系列不同尺寸和方向，以及适用于低温环境、超高真空和/或高磁场的不同环境下的需求。由于其体积非常紧凑，attocube的旋转台能够适配于大多数的超导磁体样品腔。图1: ANR portfolio [4]2.2 atto3DR：在3D中模拟强矢量磁场 atto3DR双旋转器具有两个立的旋转台，它们组合在一起，从而提供相对于样品表面的所有方向上的全磁场（例如14 T），如引言中所述。atto3DR如图2所示。atto3DR可以提供普通低温版本，同时也可根据具体需求提供用于低温真空（如稀释制冷机）的定制版本；有关mK温度下的应用案例，请参阅应用部分。图2: atto3DR：（a）带有无铅陶瓷芯片载体的样品架，配备20个触点；（b） 面内ANR；（c） 另外一个面内的ANR[4]。 3. 应用案例 在概述了ANRs、atto3DR的主要特点和优点之后，本文后一章将重点介绍通过使用基于我们的旋转器获得的传输测量的研究结果。3.1 基于ANR旋转台的应用案例3.1.1 在强磁场和200 mK条件下考察的g因子的各向异性 在Zumbühl集团（瑞士巴塞尔）与RIKEN（日本Saitama）、SAS（斯洛伐克布拉迪斯拉发）和UCSB（美国圣巴巴拉）课题组的合作进行了以显示GaAs量子点中各向同性和各向异性g因子校正的分离实验。这项研究是在两个立的横向砷化镓单电子量子点上进行的。为了在实验上确定g因子修正，通过测量具有不同强度和方向的平面内磁场的隧穿速率来得到自旋分裂。自旋分裂定义了自旋量子位的能量，是磁场中自旋的基本性质之一。在这里，他们测量并分离了两个GaAs器件中对g因子的各向同性和各向异性修正，发现与近的理论计算有很好的一致性。除了公认的Rashba和Dresselhaus项，作者还确定了动量平方依赖的塞曼项g43和穿透AlGaAs势垒gP项[5]。 此项工作是在attocube纳米精度旋转台ANRv51的帮助下完成的：样品安装在压电驱动旋转器上，并在磁场平面内旋转。由于旋转台有电阻编码器，因为能够读出旋转器的状态角度。此外，ANRv51可在高达35 T的磁场环境下使用，并可在低至mK的低温范围内使用-该实验在稀释制冷机中进行，电子温度为200 mK，磁场高达14 T。该磁场强度在任意面内方向上施加，只能通过旋转器实现不同角度下的测量。图3: sample in chip carrier mounted on ANRv513.1.2 mK位移台在材料输运性质随磁场角度的变化研究中的应用 北京大学量子材料科学中心林熙课题组成功研制出基于attocube低温mK位移台研制的低温强磁场下的样品旋转台，用于测量材料的输运性质随磁场角度的变化研究。 该系统是基于Leiden CF-CS81-600稀释制冷机系统的一个插杆，插杆的直径为81 mm，attocube的mK位移台通过一个自制的转接片连接到插杆上，如图4所示，位于磁场中心的样品台的尺寸为5 mm*5 mm，系统磁场强度为10T。系统的制冷功率为340 μW@120mK，得益于attocube低温位移台低的发热功率及工作时非常小的漏电流，使得旋转台能够很好的在＜200mK的温度下工作（工作参数：60V，4Hz, 300nF）。 图4. 实现的旋转示意图和ANR101装配好的实物图 图5. 侧视图，电学测量的12对双绞线从旋转台的中心孔穿过 图6中是GaAs/AlGaAs样品在不同角度下测试结果，每一个出现小电导率的点，代表着不同的填充因子。很好的验证了其实验方案的可行性和稳定性。图6. Shubnikov–de Haas Oscillation at T = 100 mK3.1.3 25 mK和强磁场下的自旋弛豫测量 基于量子点的自旋量子位是未来量子计算机的一个有希望的核心元件。2018年，一项国际合作（(Basel, Saitama, Tokyo, Bratislava and Santa Barbara）在理论预测电子自旋弛豫现象15年后，次通过实验成功证明了一种新的电子自旋弛豫机[8]。图7: Measurement setup with sample on an ANRv51 for rotating around the angle ϕ in the plane of the magnetic field. 在25 mK 的稀释制冷机和高达14 T的磁场条件下，半导体纳米结构（GaAs）中的电子自旋寿命在0.6 T左右达到了一分钟以上的新记录。有关此记录的更多信息，请参见[9]。对于该实验设置，使用了attocube的ANRv51，只有它完全符合mK温度和高磁场系统的要求。此外，在GaAs二维电子气体中形成的单电子量子点样品可以与平面内磁场相对于晶体轴作任意角度的旋转。3.1.4 从缓慢的Abrikosov到快速移动的Josephson涡旋的转变 来自瑞士苏黎世ETH的Philip Moll及其研究组使用attocube的ANR31研究了层状超导体SmFeAs（O，F）中磁旋涡的迁移率，发现旋涡迁移率的大增强与旋涡性质本身的转变有关，从Abrikosov转变为Josephson[12]。该实验中如果磁场倾斜出FeAs平面，即使小的未对准（图8: Flux -flow dissipation as a function of the angle between the magnetic field (H = 12 T) and the FeAs layers (= 0°) for several temperatures.图9: Rotator setup showing the ANR31/LT rotator carrying the sample and two Hall sensors.3.1.5 用于量子输运分析的超低热耗散旋转系统 在2010新南威尔士大学（澳大利亚悉尼）的La AYOH ET.A.课题组分析了半导体纳米器件中的量子输运。他们的主要目标是获得一个合适的旋转系统来研究各向异性塞曼自旋分裂。为了充分观察测量这种效应，需要在保持温度低于100mK的情况下，在磁场（高达10T）方向旋转样品。该样品安装在陶瓷LCC20器件封装中的AlGaAs/Ga/As异质结构。两条铜线连接到载体上。使用带RES传感器的ANRv51进行位置读出，该小组设计了一个具有两个可选安装方向的样品架（见图10）：一个具有芯片载体的平面内旋转，另一个具有芯片载体的平面外旋转（见图）。ANRv51非常适合此应用：先其由非磁性材料制成，完全兼容mK，并具有一个小孔，可将20根铜线送至转子背面。在他们的论文中，研究小组仔细描述了不同驱动电压和频率下，旋转器的散热作为转速的函数[13]。在缓慢的旋转速度下，散热可以保持在低限度，即使连续旋转，仍然能让系统温度低于100 mK。当关闭旋转器时回到25 mK基准温度的时间仅仅为20 min。此外，由于滑移原理，旋转台可在到达终目标位置时接地，从而确保位置稳定性和零散热。图10: Rotation system assembly for rotating the sample in two separate configurations with respect to the applied magnetic field B.3.2. atto3DR 应用案例3.2.1 范德华异质结器件在低温40mK中旋转 理解高温超导物理机制是凝聚态物理学的核心问题。范德华异质结构为量子现象的模型系统提供了新的材料。近日，国际合作团队（团队成员来自美国伯克利大学，斯坦福大学，中国上海南京以及日本韩国等课题组）研究石墨烯/氮化硼范德华异质结具有可调控超导性质的工作发表在《Nature》杂志上。在温度低于1K的时候，该异质结的超导的特特性开始出现，电阻出现一个明显的降低，出现一个I-V电学曲线的平台[14]。图11: 图左低温双轴旋转台；图右下：石墨烯/氮化硼异质结器件，图右上，电输运测试结果，样品通过旋转后的方向与与磁场方向平行。 电学输运工作的测量是在进行仔细的信号筛选后，在本底温度为40mK的稀释制冷剂内进行的。样品的面内测量需要保证样品方向与磁场方向平行，因而使用了德国attocube公司的atto3DR低温双轴旋转台。该atto3DR低温双轴旋转台可以使样品与单轴线管的超导磁场方向的夹角调整为任意角度。通过电学输运结果，证实了样品中存在的超导与Mott缘体与金属态的转变，证明了三层石墨烯/氮化硼的超晶格为超导理论模型（Habbard model）以及与之相关的反常超导性质与新奇电子态的研究提供了模型系统。3.2.2 30mk下的扭曲双层石墨烯的轨道铁磁性 范德华异质结构，特别是魔角双层石墨烯（tBLG），是当今固态物理研究的热点之一。尽管之前对tBLG的测量已经表明，铁磁性是从大滞后反常霍尔效应中推断出来的，随后又指向了Chern缘体，但A.L.Sharpe及其同事通过输运测量实验表明，tBLG中的铁磁性是高度各向异性的，这表明它是纯轨道起源的——这是以前从未观察到的[15]。 为了进行测量，该小组将封装在氮化硼薄片中的tBLG样品安装在attocube atto3DR双旋转器上，通过巧妙设计，使其在电子温度低于30 mK的条件下正常工作，在高达14 T的磁场中，使用霍尔电阻对倾斜角度进行专门的现场校准，以便在实验过程中控制准确的面内和面外方向。图12: Angular dependence of hysteresis loops in twisted bilayer graphene, measured with atto3DR at 磁性输运测量通常涉及可变温度和强磁场。能够旋转样品是提取有用信息的关键先决条件，如三维费米表面、电荷载流子的有效质量和密度，亦或块体材料、薄膜或介观结构的各向异性相关的许多其他参数。使用基于压电陶瓷的旋转器有助于获得比矢量磁场更高的矢量场，而且能够大大降低成本。因此，attocube ANR及其成套解决方案——atto3DR——对于每一位在具有磁场依赖和低温下进行电气和磁性输运测量的研究人员来说，都是佳和的解决方案。5. 参考文献[1]L.W. Shubnikov, W.J. de Haas, Proc. Netherlands Roy. Acad. Sci. 33, 130 (1930)[2]Fermi Schematics, Sabrina Teuber, attocube systems AG[3]http://www.phys.ufl.edu/fermisurface/[4]attocube systems AG[5]L.C. Camenzind et al., Phys. Rev. Lett. 127, 057701 (2021)[6]U. Zeitler et al., attocube Application Note CI04 (2014)[7]P. Wanget al., Rev. Sci. Instrum. 90, 023905 (2019)[8]L.C. Camenzind et al. Nat Commun 9, 3454 (2018)[9]https://www.unibas.ch/en/News-Events/News/Uni-Research/New-mechanism-of-electron-spin-relaxation-observed.html[10]Y. Pan et al., Sci. Rep. 6, 28632 (2016)[11]A.M. Nikitin et al., Phys. Rev. B 95, 115151 (2017)[12]P.J.W. Moll et al., Nature Mater. 12, 134 (2013)[13]L. A. Yeoh et al., Rev. Sci. Instrum. 81, 113905 (2010)[14]G. Chen et al., Nature 572, 215 (2019)[15]A.L. Sharpe et al., Nano Lett 2021, 21, 10, 4299 – 4304 (2021)

巨磁阻效应自发现以来就被广泛应用于MRAM、磁传感器等自旋电子器件中。目前，基于巨磁阻效应的自旋电子器件主要是铁磁体磁隧道结，其研究和发展受限于铁磁体的使用。因此，为进一步提升自旋电子器件的磁阻比等性能，探究其他磁体开发的高效自旋电子器件的研究非常有必要。近期，东京大学的Satoru Nakatsuji团队对手性反铁磁体Mn3Sn组成的磁隧道结进行了深入探究。作者首先对Mn3Sn手性反铁磁态中自旋正极化、负极化和磁八极的投影态密度进行了表征，发现八极矩的大多数和少数能带之间存在明显的能量漂移，与铁磁性铁中自旋矩的大多数和少数能带的漂移非常相似，并根据第一性原理进行了模拟验证，结果表明Mn3Sn在基于隧穿磁阻(TMR)的器件(如MRAM)中具有巨大的应用潜力。此外，为了更好的观测其TMR效应，作者制备了基于Mn3Sn的磁性隧道结( MTJ )，测得室温下的隧穿磁阻(TMR)比率约为2%，出现在手性反铁磁状态下簇磁八极的平行和反平行构型之间。该成果以《Octupole-driven magnetoresistance in an antiferromagnetic tunnel junction》为题发表在Nature上。图1 带簇磁八极的反铁磁隧道结（a）铁磁（FM）隧道结示意图（b）反铁磁（AFM）隧道结示意图（c）（d）铁磁隧道结和反铁磁隧道结的投影态密度图（pDOS） 本文中，作者使用了英国Durham公司的磁光克尔效应系统-NanoMOKE3，通过系统自带的磁滞回线测量功能，对反铁磁隧道结顶部和底部Mn3Sn电极的矫顽力进行了测量。图2 室温基于手性Mn3Sn反铁磁体的磁隧道结表征图 （a）高分辨率TEM表征图（b）磁光克尔测量示意图（c）顶部和底部Mn3Sn反铁磁体的磁滞回线图 英国Durham公司是依托于英国Durham大学的高科技企业。与Durham大学强大的磁光学研究相对应，Durham公司的Russell Cowburn教授（英国剑桥大学卡文迪许实验室主任，英国科学院院士）设计并研发了灵敏度能到10-12 emu兼具Kerr显微镜与回线测量功能的高精度磁光克尔效应系统——NanoMOKE3。相比于历代MOKE系统，NanoMOKE3系统将磁光克尔的光路部分集成在光学盒中，避免了实验人员测试前搭建光路的工作，大大减少了实验人员操作量。另外，光学盒中的光路经过特殊设计，可以同时实现极向克尔和纵向克尔的测量，无需调整光路，只需更换镜片即可完成极向克尔和纵向克尔的切换。左）NanoMOKE3磁光克尔效应系统；右）NanoMOKE3光学集成盒因其高集成度的系统设计和开放式的样品环境，NanoMOKE3具备丰富的拓展性。实验人员可以以NanoMOKE3系统为基础，与其他实验设备组合搭建，进行其他领域方面的测量。一、低温磁光克尔系统NanoMOKE3系统允许用户在样品台部分搭建低温恒温器，实现低温磁光克尔的测量。例如，下图所示为NanoMOKE3与美国Montana Instrument无液氦低温恒温器进行了组合使用，从而实现了10K以下的磁光克尔测量。NanoMOKE3的低温磁光克尔测量性能在国内外领域内具有极高的水平。此低温MOKE方案已在南方科技大学安装使用。NanoMOKE3 磁光克尔系统与 Montana Instrument无液氦低温恒温器组合使用示意图二、晶圆扫描探测系统如今，越来越多的晶圆检测设备采用非接触式的光学测量，取代了传统的接触式晶圆测试方法。其中，以磁光克尔效应原理进行晶圆检测的方法就因其操作简单、检测速度快而被广泛使用。Durham公司在现有磁光克尔系统基础上改造升级，推出了超高灵敏度的晶圆扫描探测系统（wafer mapper），专门用于测量整个晶圆表面的磁滞回线和磁畴图像。系统中集成的磁光克尔能对整个晶圆样品区域（可按X和Y轴自由移动）进行磁滞回线扫描和区域Mapping的测量，最终绘制得到晶圆样品整体区域的磁性分布图，从而完成晶圆样品的检测。该款晶圆级磁光克尔测绘仪选用NanoMOKE3特创的光学盒，继承了其测量速度快，操作简单的优点。整个测量过程可以通过系统自带的LX PRO3软件完成，无需进行繁琐的实验预设值，大大增加了实验效率。晶圆扫描探测系统装配图 Durham公司特创的NanoMOKE3磁光克尔光学集成盒是Cowburn教授从事MOKE系统研发和深耕多年的结晶。不但减轻了实验人员的操作繁琐度，更重要的是以磁光克尔效应为基础，为更丰富领域的测量提供了可能，有望助力各个领域科研人员实现更高水平的突破！参考文献：[1]. Chen, X., Higo, T., Tanaka, K.et al. Octupole-driven magnetoresistance in an antiferromagnetic tunnel junction. Nature 613, 490–495 (2023).

压力是工业生产中的重要参数，如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中，压力还直接影响产品的质量和生产效率，如生产合成氨时，氮和氢不仅须在一定的压力下合成，而且压力的大小直接影响产量高低。此外，在一定的条件下，测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。伴随经济、技术的进步，压力测试在实际的生产工作中发挥着至关重要的左右，为生产活动提供了大量有价值的参考信息，使生产和科研活动的质量和效率都得到了实质性的提升。而压力测量仪表是用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表，又称压力表或压力计。压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式和电测式等类型。类别原理仪器种类液柱式根据流体静力学原理，将检测压力转换成液柱高度进行测量U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等弹性式利用各种形式的弹性元件，在被测介质的作用下,使弹性元件受压后产生弹性形变的原理弹簧管压力计、波纹管压力计及膜片式压力计等电测式将压力转换成电信号进行传输及显示电阻式压力计、电容式压力计、压电式压力计和压磁式压力计等负荷式直接按照压力的定义制作。这类压力计误差很小，主要作为基准仪表使用常见的有活塞式压力计、浮球式压力计和钟罩式压力计仪器信息网特盘点各类常见压力检测仪器，以供读者参考。液柱式压力计 液柱式压力计是利用液柱所产生的压力与被测压力平衡,并根据液柱高度来确定被测压力大小的压力计。所用的液体叫封液——水,酒精,水银等. 液柱式压力计结构简单，灵敏度和精确度都高，常用于校正其他类型压力计，应用比较广泛。液柱式压力计按照结构形式可大致分为U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等。U形管压力计是根据流体静力学原理用一定高度的液柱所产生的静压力平衡被测压力的方法来测量正压、差压和负压既真空度的。由于其结构简单、坚固耐用、价格低廉、使用寿命长若无外力破坏几乎可永久使用、读取方便、数据可靠、无需外接电力既无需消耗任何能源。故在工业生产各科研过程中得到非常广泛的应用，广泛用于测量风机和鼓风机的压力、过滤器阻力、风速、炉压、孔压差、气泡水位、液体放大器或液压系统压力等，也可用于燃烧过程中的气比控制和自动阀门控制，以及医疗保健设备中的血压和呼吸压力监测。斜管压力计 在测量微小压差时，由于h值较小，用U形管或单管液柱式压力计测量时的相对误差极大，此时可休用斜管式压力计，斜管式压力计分墙挂式和台式两种。　　在许多实验中往往需要同时测量多点的压力，例如压力分布实验。这时就要采用多管式压力计，多管式压力计的工作原理与斜管压力计相同，实际就是多根斜管压力计，由于多管压力计各测压管的内径不可能一样，因此，由毛细现象所造成的各测压管的初读数也不一致，测量前必须读出每根测压管的初读数，并作适当的修正。弹簧管压力计 弹簧管压力计又称波登管压力计。它是一种常见的也是应用最广泛的工程仪表，主要组成部分为一弯成圆弧形的弹簧管，管的横切面为椭圆形，作为测量元件的弹簧管一端固定起来，通过接头与被测介质相连，另一端封闭，为自由端，自由端借连杆与扇形齿轮相连，扇形齿轮又和机心齿轮咬合组成传动放大装置。当被测压的流体引入弹簧管时，弹簧管壁受压力作用而使弹簧管伸张，使自由端移动，其移动距离与压力大小成正比，或者带动指针指示出被测压力数值，适用于对铜合金不起腐蚀作用的气体和液体。波纹管压力计 波纹管压力计的波纹管由金属片折皱成手风琴风箱状，当波纹管轴向受压时，由于伸缩变形产生较大的位移，故一般可在其自由端安装传动机构，带动指针直接读数，从而测量出介质压力。波纹管压力计可广泛应用于石油、化工、矿山、机械、电力及食 品行业，直接测量不结晶体，有腐蚀性的气体、液体的压力。波纹管压力计的特点是低压区灵敏度高，常用于低压测量，但迟滞误差大，压力位移线性度差，精度一般只能达到1.5级，常在其管内安装线性度较好的螺旋弹簧。膜片式压力计 膜片压力计适用于测量无爆炸危险、不结晶、不凝固、有较高粘度，但对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力。 膜片压力计耐腐蚀性能取决于膜片材料。不锈钢耐腐膜片压力计的导压系统和外壳等均为不锈钢，具有较强的耐腐蚀性能。主要用于化学、石油、纺织工业对气体、液体微小压力的测量，尤其适用于腐蚀性强、粘稠介质（非凝固非结晶）的微小压力测量。 膜片压力计的工作原理是基于弹性元件(测量系统上的膜片)变形。在被测介质的压力作用下，迫使膜片产生相应的弹性变形——位移，借助连杆组经传动机构的传动并予放大，由固定于齿轮上的指针将被测值在度盘上指示出来。压阻式压力计 压阻式压力计是基于单晶硅的压阻效应而制成。采用单晶硅片为弹性元件，在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺，在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻，并将电阻接成桥路，单晶硅片置于腔内。当压力发生变化时，单晶硅产生应变，使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成正比的变化，再由桥式电路获相应的电压输出信号。 具体来讲，当力作用于硅晶体时，晶体的晶格产生变形，使载流子从一个能谷向另一个能谷散射，引起载流子的迁移率发生变化，扰动了载流子纵向和横向的平均量，从而使硅的电阻率发生变化。这种变化随晶体的取向不同而异，因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。硅的压阻效应不同于金属应变计，前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化，后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化，而且前者的灵敏度比后者大50～100倍 压阻式压力计是电阻式压力计的一种。采用金属电阻应变片也可制成压力计，测量原理以金属的应变效应为主。电容式压力传感器 电容式压力传感器，是一种利用电容敏感元件将被测压力转换成与之成一定关系的电量输出的压力计。特点是，输入能量低，高动态响应，自然效应小，环境适应性好。 电容式压力传感器一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极，当薄膜感受压力而变形时，薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化，通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器，可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。压电式压力传感器 压电式压力传感器是基于压电效应的压力传感器。它的种类和型号繁多，按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。压电元件支撑于本体上，由膜片将被测压力传递给压电元件，再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。 这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。例如用压力传感器测量绘制内燃机示功图，在测量中不允许用水冷却，并要求传感器能耐高温和体积小。压电材料最适合于研制这种压力传感器。目前比较有效的办法是选择适合高温条件的石英晶体切割方法。而LiNbO3单晶的居里点高达1210℃，是制造高温传感器的理想压电材料。压磁式压力传感器 压磁式压力传感器是利用铁磁材料的压磁效应制成的，即利用其将压力的变化转化成导磁体的导磁率变化并输出电信号。压磁式的优点很多，如输出功率大、信号强、结构简单、牢固可靠、抗干扰性能好、过载能力强、便于制造、经济实用，可用在给定参数的自动控制电路中，但测量精度一般，频响较低。 所谓压磁效应就是在外力作用下，铁磁材料内部发生应变，产生应力，使各磁畴之间的界限发生移动，从而使磁畴磁化强度矢量转动，因而铁磁材料的磁化强度也发生相应的变化，这种由于应力使铁磁材料磁化强度变化的现象，称为压磁效应。 若某一铁磁材料上绕有线圈，在外力的作用下，铁磁材料的导磁率发生变化，则会引起线圈的电感和阻抗变化。当铁磁材料上同时绕有激磁绕组和测量绕组时，导磁率的变化将导致绕组间耦合系数的变化，从而使输出电势发生变化。通过相应的测量电路，就可以根据输出的量值来衡量外力的作用。霍尔式压力计 霍尔式压力计是利用霍尔效应制成的压力测量仪器。当被测压力引入后，弹簧管自由端产生位移，从而带动霍尔片移动，改变了施加在霍尔片上的磁感应强度，依据霍尔效应进而转换成霍尔电势的变化，达到了压力一位移一霍尔电势的转换。 霍尔压力计应垂直安装在机械振动尽可能小的场所，且倾斜度小于3°。当介质易结晶或黏度较大时，应加装隔离器。通常情况下，以使用在测量上限值1/2左右为宜，且瞬间超负荷应不大于测量上限的二倍。由于霍尔片对温度变化比较敏感，当使用环境温度偏离仪表规定的使用温度时要考虑温度附加误差，采取恒温措施（或温度补偿措施）。此外还应保证直流稳压电源具有恒流特性，以保证电流的恒定。活塞式压力计 活塞式压力计又称为静重式压力计，是利用流体静力平衡原理及帕斯卡定律工作的的一种高准确度、高复现性和高可信度的标准压力计量仪器。 流体静力平衡是通过作用在活塞系统的力值与传压介质产生的反作用力相平衡实现的。活塞系统由活塞和缸体（活塞筒）组成，二者形成极好的动密封配合。活塞的面积（有效面积）是已知的，当已知的力值作用在活塞一端时，活塞另一端的传压介质会产生与已知力值大小相等方向相反的力与该力相平衡。由此，可以通过作用力值和活塞的有效面积计算得到系统内传压介质的压力。在实际应用中，力值通常由砝码的质量乘以使用地点的重力加速度得到。 活塞式压力计也常简称活塞压力计或压力计，也有称之为压力天平，主要用于计量室、实验室以及生产或科学实验环节作为压力基准器使用，也有将活塞式压力计直接应用于高可靠性监测环节对当地其它仪表的表决监测。浮球式压力计 浮球式压力计是以压缩空气或氮气作为压力源，以精密浮球处于工作状态时的球体下部的压力作用面积为浮球有效面积的一种气动负荷式压力计。 压缩空气或氮气通过流量调节器进入球体的下部，并通过球体和喷嘴之间的缝隙排入大气。在球体下部形成的压力将球体连同砝码向上托起。当排除气体流量等于来自调节器的流量时，系统处于平衡状态。这时，球体将浮起一定高度，球体下部的压力作用面积（即浮球的有效面积）也就一定。由于球体下部的压力通过压力稳定器后作为输出压力，因此输出压力将与砝码负荷成比例。钟罩式压力计 钟罩式压力计的作用原理，是直接从压强定义出发，用一台天平对压力在液封受力器上 的垂直作用力F进行测定。这个受力器是一只几何形状有一定要求的钟罩，根据对钟罩几何 尺寸的精密测量和理论分析，求出其受力有效面积S后，待测压强p可由公示p=F/S求出。 因为钟罩式压力计有独特的结构原理，并具有、足够高的精度，这就可以通过与其他基准压力仪器比对，发现未知的系统误差。同时，钟罩式压力计在测量压强差时，其单端静压强可以根据需要调整，直至单端压强为零，即可以测量绝对压强。另外，该仪器还具有操作简单、受外界干扰小等优点。在高新科技快速发展的现今，静态的压力测量方法已获得了较大的优化，成为了各领域中常用的测量体系，并逐渐朝着动态的压力校准趋势发展。由此，相关技术人员针对压力计量检测方法的进步展开了深入的探究。简而言之，压力计量检测的未来趋势表现在测试精度等级、测试响应速率、测试可靠性与智能化水平这几个方面的提高。比如，在活塞式仪表测试中融进了智能加码与操作部位激光监测方法，如此不仅提升了检测效率，并且提高了测试的精准性，同时为绝压式仪表与活塞式仪表智能测试体系的进步打下了良好的基础。针对数字式仪表及压力变送器和压力传感器等设备的量传任务有了精良的全智能压力控制其能够用作量传标准，利用1台控制器配置若干个压力模块能够操作许多量程范围，随意确定测试点的高精度检测任务，而且能够选用气介质来工作，如此防止了采用液体介质在检测压力时引起的诸多问题，大幅度提升了数字式仪器的测试效率与智能化程度。

近代量子力学和凝聚态物理学的建立，大地扩展了人类对材料的认识，将材料研究从力学性能等宏观尺度拓展到了电子行为主导的微观尺度，超导、拓扑材料等新奇物态被相继发现，催生了量子材料器件研究及应用的新领域。电输运性质是材料基本的物理属性之一，量子材料新奇宏观物理效应如Shubnikov-de Haas(SdH)量子振荡、量子霍尔效应、反常量子霍尔效应等，都需要通过电输运测量来研究。此外电输运测量也是一种广泛、有力的研究手段，通过调控外界参量（如温度、磁场、压力等）和材料属性（如掺杂浓度、薄膜厚度等），可实现材料输运性质的可控调节，从而进一步揭示宏观物性背后的微观机理。Quantum Design公司的综合物性测量系统PPMS电输运选件为用户的输运测量提供了一个高效稳定可拓展的平台，助力用户获得高质量数据。Mn掺杂Dirac半金属Cd3As2的可调SdH量子振荡研究中科院金属所张志东、刘伟研究组及其合作单位对不同Mn掺杂浓度的拓扑Dirac半金属（Cd1-xMnx)3As2的SdH量子振荡特性展开系统研究，发现SdH振荡规律随掺杂浓度显著变化，说明材料费米面位置严重依赖Mn掺杂浓度，此外Mn原子在Dirac半金属中诱发了反铁磁性，因而可通过控制反铁磁序参量来调控材料拓扑性质[1]。*数据获取：14T磁场范围的综合物性测试系统（PPMS, Quantum Design），纵向电阻通过标准四端法测量[1]。SdH量子振荡是表征拓扑材料量子输运性质的有力工具，其振荡信号与材料的费米面结构直接相关。从上图不同Mn掺杂浓度的Cd3As2合金的电磁输运测试结果中可以看出，纵向磁阻随磁场演变存在明显振荡行为，且主要振荡随温度升高迅速衰减，振荡频率随Mn掺杂浓度增加迅速降低，表明Mn掺杂浓度严重影响材料费米面位置。SdH量子振荡规律在不同温度（如2K，4K）的横向对比对系统的温度控制提出了很高要求，不仅需要温度值准确，更依赖于控温稳定，PPMS系统控温稳定性高，在20K以上温度控制精细可达±0.02%，20K以下则为±0.2%。此外，根据SdH振荡数据分析费米面面积等物理参量，需要振荡数据光滑，才能进行高品质拟合，PPMS系统超导线圈激励磁场线性平稳的演变对高度的数据获取尤为重要。电场调控大掺杂浓度铱氧化物Mott缘体的电子相图研究元素掺杂可以实现对材料输运性质的调控，但受化学互溶性限制，载流子浓度调控一般在很小范围（几个%）。相较之下，栅压电场调控载流子浓度具有更多优势，原则上它可以在不影响材料有序程度的基础上可控可逆的改变载流子浓度，且不受互溶度限制，可以较大程度影响载流子水平。清华大学物理系于浦教授课题组及合作者通过电场调控下的电输运研究，次刻画了大掺杂浓度范围内铱氧化物Mott缘体的电子态的演化情况，全面描绘材料的电子相图，对关联材料的研究具有广泛启发性意义[2]。*数据获取：全新一代综合物性测试系统（PPMS DynaCool, Quantum Design），测量结构霍尔棒利用光刻技术，尺寸为1.6 mm*0.4 mm，并溅射一层Pt膜作为栅电，整个结构浸入DEME-TFSI离子液体中，原位测量栅电压调控下的输运行为[2]。 在本文中，作者通过电场调控方法先将质子注入到 [SrIrO3/SrTiO3] 超晶格中，基于电中性原理，等量电子会被吸引并填充到靠近费米能的能带上，从而借助质子插入，实现对特定能带的电子填充。通过栅压电场调控下电输运的实时测量数据发现，随着电子掺杂浓度的增加，材料先会从一个反铁磁Mott缘体被调控到一个高温区显示金属态、低温区显示弱缘化的电子态，继而又重新回到缘态，并随着整个能带的填满而变为一个能带缘体。不同掺杂浓度的电子相图的全面刻画，源于不同电场调控下输运数据的详细测量。PPMS测量系统不仅提供高效准确的输运数据测量，而且用户可根据测量需要设计实验，增加栅压电等，从而实现定制化测量。二维磁性纳米片CrSe2的层厚依赖可调磁序研究除载流子浓度调控获得可调输运性质之外，低维量子材料物性的层厚依赖也是一个重要的研究方向。湖南大学段曦东教授及其合作单位在对二维磁性纳米片CrSe2的研究中发现，性质稳定的CrSe2纳米片可以很容易生长到无悬挂键的WSe2衬底上，其厚度可以可控地调节到单层限。性质稳定、厚度可调的CrSe2纳米片将在大程度上拓展二维磁性材料的实际应用前景，有望用于构建高自旋注入效率的自旋电子器件[3] 。*数据获取：全新一代综合物性测试系统（PPMS DynaCool, Quantum Design），配备有一个或两个锁相放大器（SR830, Stanford）[3]。 本文提出的在二维WSe2上气相外延生长的二维范德华磁性CrSe2纳米片，具有良好的范德华接触界面，厚度可调并具有良好的空气稳定性。从上图不同层厚纳米片的反常霍尔电阻的对比可以看出：随层厚增加，材料霍尔电阻幅值明显提升，表明材料由弱铁磁性变化到强铁磁性；另一方面随温度增加，反常霍尔电阻信号明显减弱，并在居里温度完全消失。纳米片在空气中放置六个月其电磁输运性质几乎没有变化，进一步验证了该材料的空气稳定性，同时也可以看出PPMS系统电输运测量的稳定性与可重复性，一个稳健的精细可控平台是输运实验研究的重要基础。电输运测量选件是Quantum Design综合物性测量系统PPMS广泛使用选件之一，因为制样简单、测试通道多以及自动化程度高而深受用户欢迎。电输运样品托享有技术，全自动测量电阻率、霍尔系数等参量，配合基系统的变温（1.8-400K）和变磁场（PPMS大磁场16T， PPMS DynaCool大磁场14T）环境，可实现材料电磁输运特性的全面刻画。PPMS的电输运测量不仅是一个高度自动化的平台，也是一个开放的平台：结合van der Pauw-Hall选件，方便快捷的采用van der Pauw法测量形状不规则但厚度均匀的样品电阻率和霍尔性质；结合转杆选件，搭配不同样品板，可以测量面内面外各向异性磁阻；结合高压腔，可以开展压力依赖的电输运研究。PPMS的电输运测量也是一个可拓展的平台，在基本配置的基础上，用户可以根据自己的需要，定制化的增加电流源、电压源以及锁相放大器等设备。为满足客户定制化需求，Quantum Design公司也推出了多种型号的多功能样品杆，允许用户将外界仪表电源引线、光纤或者波导通过定制板引入样品空间，进行栅电场调控、光电输运特性等定制化测量。为方便用户对多种样品杆的制样情况进行外部检测，Quantum Design公司新推出了一系列针对外接仪器仪表的测试台和接线盒设备，欢迎各位用户咨询采购。 参考文献：[1]. J. Guo et al., Tunable quantum Shubnikov-de Hass oscillations in antiferromagnetic topological semimetal Mn-doped Cd3As2. Journal of Materials Science & Technology 76, 247-253 (2021).[2]. M. Wang et al., Manipulate the Electronic State of Mott Iridate Superlattice through Protonation Induced Electron‐Filling. Advanced Functional Materials, 2100261 (2021).[3]. B. Li et al., Van der Waals epitaxial growth of air-stable CrSe2 nanosheets with thickness-tunable magnetic order. Nature Materials, 20, 818-825 (2021).

上一期给大家介绍了PPMS的部分测量应用，为大家呈现了PPMS基于主腔体的多种功能选件，在几十年磁学探索及合作的道路上，这部分选件功能已经为大部分磁电研究领域的科学家给予了大支持。然而，QuantumDesign公司并未止步于此，在满足客户基本需要的基础上，我们在不断突破测试限，完善测试平台的多功能性、灵活性和稳定性，新近推出了更多系列的拓展功能选件。QuantumDesign公司近期与德国attocube公司联合推出了多款可以在PPMS平台上工作的显微学和光谱学组件，涵盖了表面形貌、磁电、光学等多个领域的高精度测量，实现在变温、变磁场环境下的多种测量模式（诸如原子力AFM、磁力显微镜MFM、扫描霍尔探针显微镜SHPM、共聚焦显微镜CFM等）的形貌及表面微结构的测量等，例如：1、对磁畴成像图1磁畴测量结果，样品为NiFe薄膜。测量温度300K，探针与样品间距为20nm，dual-pass扫描模式，空间分辨率为10.7nm2、BSCCO磁通随磁场B和温度T的变化图2磁场强度从-40Oe变化到+50Oe时，磁通出现反向图3提高样品温度，磁通结构消失3、BaFeO低温测量图4相对于MFM，SHPM具有定量测量、无需接触样品表面和更高敏感性的优点测量参数：霍尔电流：10μA；扫描范围：30μm样品与探针距离：350nm；磁场分辨率：0.19mT4、氧化铁薄膜压电显微镜测量样品：层状异质结（150nmBiFeO3-Mn/35nmSrRuO3/SrTiO3(001)衬底）测量温度：82K压电力振幅图像（图5a）压电力相位图像（图5b，压电畴方向为0°和180°）图5图中有两个正方形（正方向和旋转的）是分别采用+/-15V电压书写的，从振幅图可以看到，在畴壁区域，振幅为零图6电滞回线，测量温度82K；左右分别为相位和振幅信号5、MFM模式下的磁通测量图7复旦大学PPMS用户——4K和45Gs的MFM模式下探测铁基超导样品磁通目前，PPMS平台搭建attocube光学选件已经在拥有复旦大学、中科大、物理所等多家用户，满足了不同用户的不同测试需求。QuantumDesign公司在寻求外部合作的同时，也不断突破自我，勇于创新，逐步完善测试平台。包括温度控制部分、磁体冷却方式及磁场大小、电路部分升以及氦气的利用和回收方式等，并取得了较好的效果（从代大杜瓦，EC-I到二代reliquefier,EC-II然后当前新一代DynaCool），同时也致力于研发更多功能强大的选件（比如适用于MPMS3的ETO选件），希望这些选件能为科研工作者的研究工作带来更高的精度和更大的便捷。如果您对以上选件功能感兴趣，或者期望了解PPMS更多功能选件及应用案例，欢迎您拨打：010-85120280电话咨询，我们会尽快对您的咨询给出满意的答复！相关产品链接：mpms3-新一代磁学测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c17089.htmppms综合物性测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c17086.htm完全无液氦综合物性测量系统dynacool：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c18553.htm多功能振动样品磁强计versalab系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c19330.htm超精细多功能无液氦低温光学恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c122418.htm低温热去磁恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c201745.htmmicrosense振动样品磁强计：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c194437.htm智能型氦液化器(ATL)：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c180307.htm

3轴手持式特斯拉计-让狭窄气隙中的磁场高精度3维测量成为可能！3轴手持式USB特斯拉计包含一个完全集成的3轴霍尔探头，该探头集成在一个专门设计的碳纤维支架中，为探头提供机械保护。探头支架宽 4 毫米，厚仅 1 毫米，可以测量狭窄气隙中的磁场。霍尔探头连接到紧凑轻巧的电子模块，提供测量信号调节、12 位 AD 转换、设备校准以及与主机的 USB 连接。霍尔探头片上温度传感器允许为每三个磁场分量（Bx、By 和Bz）提供温度补偿输出信号。一．测量原理首先我们可以来看一下磁场矢量和分量。空间中任何一点的磁场都是矢量。这意味着存在与场相关的方向以及场强。考虑下面的箭头：一．测量原理首先我们可以来看一下磁场矢量和分量。空间中任何一点的磁场都是矢量。这意味着存在与场相关的方向以及场强。考虑下面的箭头：我现在可以用 x 和 y 分量来描述箭头的长度或磁场的强度。使用勾股定理：现在假设存在第三方向，因此箭头 B 可以指向页面平面之外（或进入）。现在有第三个组件，即 Bz，在我们的示例中，它是组件从页面向外延伸到箭头尖 端的长度。通过完全相同的数学，我现在可以将 B 描述为：B值是磁场强度。Bx、By 和 Bz 是由三轴特斯拉计（高斯计）测量的三个分量。单轴测量设备将根据敏感轴相对于磁场方向的定向方式改变其读数。要获得空间任意点磁场的完整表示，不仅需要 B 的值，还需要方向，可以表示为 Bx、By 和 Bz 三个分量。一些磁场传感器仅测量磁场的一个分量（磁通门和霍尔效应仪器）。这些被称为单轴设备。其他仪器仅测量总场幅（NMR、ESR）。这是上面的数量B。可以结合三轴传感器在单个探头包中提供三个现场测量。这些被称为三轴设备。昊量光电新推出3轴手持式USB特斯拉计就是可以实现三维分量的磁场测量系统！二．功能性3轴手持式USB特斯拉计在 Windows 计算机、平板电脑或智能手机上运行的易于使用的特斯拉计软件用于数据采集、特斯拉计电源和控制以及测量数据的可视化。测量数据以数字和图形彩色显示 器显示，便于阅读和直观设置警报触发器、保持功能和测量数据存储。显示磁场的总值，以及磁场的所有三个分量和探头温度。此外，还可以显示磁场分量的蕞小值/蕞大值。三．技术信息和规格• 带有 3 轴霍尔探头的特斯拉计/高斯计• 轻巧而坚固的塑料外壳• 很好坚固和灵活的碳纤维探头支架• 用于保存校准数据的 EEPROM• 适用于 PC、平板电脑和智能手机的用户友好型软件• 报警、保持和归零功能• 磁场分量 Bx、By 和 Bz 以及 BTotal、Bmax、Bmin 和探头温度的数值和图形可视化• 霍尔探头（带支架）的厚度：1mm• 霍尔探头的宽度：4mm• 未校准的测量范围：20T• 校准测量范围：0.1T、0.5T、2T• 磁分辨率：± 20µT• 频率带宽：DC-500Hz• AD 转换：12Bit• 接口：兼容 USB2 和 USB3• 精度：± 1%四．应用的方向• 永磁体和磁体系统的控制和监测• 测量周围磁场• 磁体系统和过程控制的开发• 应用于生产线和实验室• 磁场映射五．丰富的配件零高斯室用于将读数归零。尺寸：25mm 外径，21mm 内径，200mm 长度。屏蔽系数：100关于MatesyMatesy GmbH 是一家位于耶拿大学城中心的创新技术公司。该公司成立于 2008 年，是研发机构“ INNOVENT Technology Development ”的衍生公司，专注于 磁场的可视化表征和生成。此外，Matesy 将磁性用于各种应用，例如：磁性标记颗粒和物体的三维定位、人体胃肠道靶向药物释放、安全特性的智能检查和材料开发上海昊量光电作为Matesy公司在中国大陆地区主要的代理商，为您提供专业的选型以及技术服务。对于3轴手持式特斯拉计有兴趣或者任何问题，都欢迎通过电话、电子邮件或者微信与我们联系。如果您对3轴手持式特斯拉计有兴趣，请访问上海昊量光电的官方网页：https://www.auniontech.com/details-1863欢迎继续关注上海昊量光电的各大媒体平台，我们将不定期推出各种产品介绍与技术新闻。关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是目前国内知名光电产品专业代理商，也是近年来发展迅速的光电产品代理企业。除了拥有一批专业技术销售工程师之外，还有拥有一支强大技术支持队伍。我们的技术支持团队可以为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等工作。秉承诚信、高效、创新、共赢的核心价值观，昊量光电坚持以诚信为基石，凭借高效的运营机制和勇于创新的探索精神为我们的客户与与合作伙伴不断创造价值，实现各方共赢！您可以通过我们昊量光电的官方网站www.auniontech.com了解更多的产品信息，或直接来电咨询4006-888-532。

薛其坤在新闻发布会上 　　尽管“贵”为清华大学物理系主任，在上周之前的清华校园，薛其坤还不是一个多么引人注意的角色。不止一个见过他的人表示，几乎听不懂这位中科院院士与别人随口说起的科研内容。 　　事实上，他即将开启一个全新的时代。4月9日，由这位教授领导，来自清华大学、中国科学院物理所与斯坦福大学的科学家们组成的团队宣布，他们从实验中观测到了量子反常霍尔效应。他们的论文，3月15日发表在国际权威学术杂志《科学》上。 　　对普通人而言，“量子反常霍尔效应”并不仅是一个让人云里雾里的科学名词，它还意味着某种科幻小说般的未来生活：若这项发现能投入应用，超级计算机将有可能成为iPad大小的掌上笔记本，智能手机内存也许会超过目前最先进产品的上千倍，除了超长待机时间，还将拥有当代人无法想象的快速。 　　这一发现甚至令年过九旬的诺贝尔奖获得者杨振宁都激动了：“这是从中国的实验室里头，第一次做出并发表诺贝尔奖级的物理学论文。” 　　“那一时刻，我们看到我们深刻的信念，在大自然里果然是被实现了” 　　普通人几乎没人知道什么叫“量子反常霍尔效应”，但1879年美国物理学家霍尔发现的“霍尔效应”，实际上已经被应用在普通人生活的方方面面：测量磁场，测量运动事故，也可以生产新的器件，比如汽车的里程表、速度表，以及点火系统。 　　这一次，薛其坤团队的最新发现，在科学家眼中，更是一个极为美妙的现象。 　　在摆满仪器设备的实验室，清华大学物理系教授王亚愚试图通过一种通俗易懂的方式向外界解释他们的研究。他手持的笔记本电脑屏幕上播放着动画：一个透明的长方体物件内，许多玫红色小颗粒正在横冲直撞。 　　“如果这是一个一般的金属材料或者半导体材料，那里面的电子运动是非常无序的。它们杂乱无章，互相碰撞。这就引起电子器件的速度降低，而且会使能耗增大。” 　　虽然肉眼看不到这些到处乱跑的电子，但谁都会在生活中感受到它们的存在，譬如，尽管有风扇“呼啦呼啦”地吹，工作多时的笔记本电脑却还是热得烫手，反应缓慢得像老牛爬坡。 　　但这些粒子却是可以被科学家们“管”起来，顺着一定规律在材料内老老实实排着队跑步的。 　　“如果我们在材料上加一个强磁场，非常强的磁场，电子运动就变得有规律了——它们在材料的两端，像高速公路上的汽车一样，这么反向运动，这时候，电子运动速度就变快了。”王亚愚教授解释说。 　　动画中，玫红色小颗粒乖乖地排在材料两边，一边的队伍向前跑，对面的队伍则向后跑，就像公路上遵守交通规则的往来车辆，在不同的车道里畅通无阻。 　　在上世纪80年代，这种量子霍尔效应被德国物理学家冯克利青在研究极低温度和强磁场中的半导体时偶然发现。这一成果让他获得了1985年的诺贝尔物理学奖。 　　只是，要让肉眼都看不到的电子像动画中那样规律地运动，需要极强的磁场：至少得是一个一人高，冰箱一般大小的设备。运作起来非常麻烦，而且极其昂贵。 　　显然，这不是一件能走出实验室的“降温提速设备”。 　　这也就是为什么薛其坤的团队在实验中观测到的量子反常霍尔效应是这么重要、又是这么优美了：在零磁场中，材料的反常霍尔电阻达到量子电阻的数值，并形成一个平台，也就是说，在微观世界中，那些原本乱冲乱撞的电子们正循着“高速公路”畅通有序地运动着。这一次，没有强大的磁场。 　　这一场面证实了科学界等待多年的预言。 　　“这是量子霍尔家族的最后一位成员，”一位美国科学家在《科学》杂志上撰文称，“不需要外磁场的量子霍尔态的实验观测，使人们终于能够完整地研究量子霍尔效应的三重奏了”。 　　在得知这一结果的时刻，薛其坤的合作者，曾经预言过自旋量子霍尔效应的斯坦福大学教授张首晟想起了老师杨振宁曾对他们说过的话：任何科学发现，都早已存在于自然界中。 　　“在发现的那一时刻，我们看到我们深刻的信念，在大自然里果然是被实现了，这种感受是科学家最最大的一种回报。” 　　那是2012年的10月12日，距离霍尔最初发现这种电磁效应已130年有余，距离薛其坤的团队开始实验，也已整整4年。 　　“吃饭，睡觉，做研究” 　　在同行中，已经有300多篇SCI论文发表的材料物理学家薛其坤以勤奋刻苦著称。他有一个“比‘院士’更响亮的名号”，叫“7-11”：早上7点进实验室工作，一直干到晚上11点。在进行实验的4年中，他的团队先后尝试了1000多个拓扑绝缘体样品。 　　磁性拓扑绝缘体，是实现量子反常霍尔效应的理想系统。要实现量子反常效应，对材料的要求非常高：这种材料必须具有拓扑特性，具有长程铁磁序，体内则必须是绝缘态。按科学家的解释，就好比要求一个人具有刘翔的速度、姚明的高度和郭晶晶的灵巧。 　　在薛其坤的指导下，研究者们用于实验的拓扑绝缘体样品是以“原子”为单位的：在100万个原子中，只能有一个杂质原子。这1000多个不到小拇指指甲盖大小的特殊实验材料，都需要在超真空环境中慢慢长出来。它们的厚度得是5纳米，高1纳米或是低1纳米都不行。 　　分散在世界各地的实验团队成员，每天都通过电话和邮件交流实验结果，隔两三周就充分讨论实验的所有细节。不过，在很长一段时间里，它们得不到任何有意义的结果。负责测量反常霍尔效应的王亚愚教授形容，那时他们都“不大好意思见薛老师”。 　　但团队领导者薛其坤耐得住性子。他是过过苦日子的人。小时候，母亲得到了一条珍贵的牛肉，舍不得吃，一定要等着出外上学的孩子回家，才把已经风干的牛肉慢慢在水里浸开，包了饺子吃。 　　很多年以后，这个从沂蒙山区走出来的农村孩子还记得，年少时第一次进县城，如何被那里的繁华震惊。他对家乡记者描述说，那心情就像临沂人的一句笑谈，“蒙阴就像是北京一样，是个大地方”。 　　当时这少年心中的“最高理想”，就是在那个蒙阴县城中“找个工作，娶个媳妇”。这理想人生至少实现了一半，薛其坤后来确实娶到了一个蒙阴媳妇。 　　另一半人生也许有些超出他最初预想的轨道：在日本和美国留学，35岁晋级教授，41岁成为中科院最年轻的院士之一。“我根本没想到自己会是个科学家……只想有事干，踏踏实实做点事。” 　　在证实“量子反常霍尔效应”的成果发布后，有网友在微博上对着“薛其坤”这名字大发感慨：当年这个人去他们学校讲座，没人听，他还被拉去充数——近几年，薛其坤曾在复旦大学、山东大学、湖南大学等多所高校，作过以“个人成长的体会”为内容的报告。 　　他人看来几乎是一帆风顺的履历，在当事人心中则另有滋味：大学毕业后一次次想考研，第一次考哈尔滨工业大学，高等数学只考了39分，落榜 两年后报中科院物理所，物理考了39分，又落榜。 　　第三年，他终于考上了中科院的物理所。但之后的几年里，这个大龄研究生“整天处在维修仪器的苦恼状态中”。当年，物理所的设备不灵光，常常做不了实验。就算一次次做实验，但得到的数据也总是对不上号。 　　直到全无日语基础的他被送往日本东北大学联合培养，生活才逐渐顺利了起来。正是在日本导师樱井利夫的要求下，他养成了“7-11”的工作习惯。随后他被樱井先生推荐至美国北卡罗来那州立大学D.E.Aspnes门下做博士后，这位老先生也极有个性，每次实验室外出聚餐，年过六旬的他总会骑着摩托车，带上一个学生，顺着高速公路一路风驰电掣而去。 　　如今，当薛其坤成为整个研究团队的中心人物后，他也极其擅长发现每一个人的优点，为整个团队鼓劲儿。 　　留学经历还磨砺了薛其坤“流利的山东口音英语”：“俺没啥子能耐，别人上台不敢讲，俺胆子大，敢讲!” 　　与薛其坤有接触的人众口一词地描述说，这位科学家风趣幽默，精力充沛。他喜欢踢足球，爱看武侠小说，早年生活中令人愉快的消遣是在楼道里打麻将。而他的研究生们则提到，这位导师每次出差后回北京的第一件事，就是去实验室看看有没有什么新发现，哪怕已经是晚上12点。 　　在就任清华教授之后的一次采访中，他对记者介绍说，自己的团队来自五湖四海，有着共同的志向。谁知对方问他：您的团队成员有什么共同爱好吗? 　　这位团队老大思索了片刻之后说：吃饭、睡觉、做研究。 　　上周，在“证实量子反常霍尔效应”的发布会上，杨振宁为这群中国学者的新发现补充说，有一点值得人们去思考：量子反常霍尔效应实验，全世界很多实验室都在钻研，为什么唯有清华大学与物理所的合作成功了?“我想这与中国整个科研体系的体制，跟中国传统的人文关系都有非常密切的直接关系。” 　　“这可能是我们两个人人生当中最最喜悦的那一天” 　　2012年10月12日晚上10点35分，薛其坤接到团队成员、博士生常翠祖的一条短信：“薛老师，量子化反常霍尔效应出来了，等待详细测量。” 　　实验测量到的数据是一条漂亮的曲线，与理想情况下量子反常霍尔效应的行为完美地吻合。 　　团队成员观测到的现象，是在接近绝对零度的极低温度下对拓扑绝缘体薄膜进行精密测量后获得的。也就是说，目前要谈论这种现象在生活中的实际应用，还为时过早。毕竟，室温要比实验温度高很多，《科学》杂志上一篇文章也指出，实验材料在其他方面还有不尽人意的地方。 　　但对为之付出多年努力的科学家们而言，这一结果已经足够令人惊喜。“这可能是我们两个人人生当中最最喜悦的那一天。”张首晟后来在发布会上说。在座的杨振宁听着这个学生的报告，也想起了1956年12月的某一天，吴健雄在电话中告诉他，她发现了宇称是不守恒的。 　　“我认为是从中国实验室里头一次，做出来了，并发表出来了诺贝尔奖级的物理学论文……这也是整个国家发展的大喜事。”他一遍遍地对着不同的媒体说。 　　这篇论文发表后，清华大学的一名学生想起来，在从前的一次“文化素质教育讲座”上，曾有学生对薛院士提问：“您是否有志为中国赢得诺贝尔奖?” 　　“没有想过。”静静地想了一会后，他给出了这样的回答。 　　“我认为一个不想得诺奖的科学家不是好科学家。”学生不依不饶。 　　但薛其坤就是没有这样的想法：“我在做科研时，没想过这个问题”。

Quantum Design公司的MPMS磁学测量系统一直以超高灵敏度的磁性测量能力著称，在磁的测量和表征领域领风骚。然而许多情况下仅有磁性测量的数据并不充分，往往还需要同时对样品电输运性能进行测量。例如对于超导材料来说，抗磁性和零电阻效应是基本的两个效应，这时用户通常需要用到公司的另一款产品 PPMS，对于只有一套MPMS3系统的客户来说，要么筹集经费再购买一套PPMS，要么付费到公共PPMS测量平台上测量，或者自己编程序，制作用户样品杆，用三方仪表测量，如此一来有着诸多不便。为了方便MPMS3客户的电学测量，近Quantum Design公司全新推出了一款MPMS上安装使用的高电输运选件ETO。 MPMS3高电输运选件有两个通道，和传统PPMS系统上高电输运选件一样能够进行常规的电学测量，例如电阻随磁场、温度的变化曲线，伏安特性曲线、以及霍尔和微分特性等测量。此外运用MPMS3高灵敏磁测量线圈的优势，此高电输运选件可以实现有的测量模式-电场调制下的磁场测量。这同时也归功于MPMS 高电输运样品杆的特设计，如图所示。 MPMS 高电输运的测量杆有两种，一种样品垂直磁场，一种样品平行于磁场，它们和磁性测量杆合二为一，一根样品杆既可以用于电学测量也可以用于磁测量。相对于PPMS上的高电输运选件，两次测量只需要安装一次样品，不需要从一种样品托移动到另一种样品托，这样更有助于排除装样过程中对样品测量产生的人为影响。样品安装和传统的MPMS并无太大差异，传统MPMS3使用G.Varnish 粘样品，而新选件则需使用银胶安装。 在MPMS3设备上安装全新的ETO选件之后，会大大简化某些实验的过程。比如在研究典型的反常霍尔效应时，通常需要测量hall和磁性。Satoru Nakatsuji等在研究过程中，使用MPMS测量磁性，并使用PPMS的四点发测量hall，而如果有MPMS上的ETO选件，单使用MPMS就可以完成相似测量。相关论文：Large anomalous Hall effect in a non-collinear antiferromagnet at room temperature. Satoru nakatsuji 1,2 , naoki Kiyohara 1 & tomoya higo. DOI：10.1038/nature15723 同样，Y. Okamura等人在测量交流磁化率时，使用的是MPMS和自制的样品托加电场。如果有MPMS ETO 选件，就可以使用标准的MPMS ETO来完成，这样整个工作也会方便很多。相关论文：Transition to and from the skyrmion lattice phaseby electric fields in a magnetoelectric co-mpound. Y. Okamura 1, F. Kagawa 2, S. Seki 2, 3 & Y. Tokura 1, 2. DOI: 10.1038/ncomms12669 J. Shiogai在利用PPMS研究电场诱导的超导电性时，主要研究的是零电阻效应。如果有MPMS ETO 选件，可以获得一些电场诱导下样品的磁性数据，数据可以更加丰富和充分，来支持相关的结论。 相关论文：Electric-field-induced superconductivity in electrochemically etched ultrathin FeSe films on SrTiO 3 and MgO. J. Shiogai 1 * , Y. Ito 1 , T. Mitsuhashi 1 , T. Nojima 1 and A. Tsukazaki 1,2. DOI: 10.1038/NPHYS3530 MPMS3上的Multivu 软件也即将针对该选件进行改进，使其可以同时测量样品的电学和磁学性能，这样一次扫温可以同时测量R-T和M-T，一次扫场可以测量R-H和M-H，对于有温度或者磁场回滞的样品，可以实现时域上同步测试，从而能够将样品的电输运和磁性响应更加准确地结合起来进行分析。 当然，MPMS上的ETO并不能完全替代PPMS上的ETO。 与其相比，PPMS样品腔更大，ETO可以和旋转杆，He3 或者稀释制冷机结合使用。但是，对于研究磁学和电学的科研工作者来说，ETO新选件的推出，将大地方便他们的科研工作。相关产品链接：磁学测量系统-MPMS3 http://www.instrument.com.cn/netshow/C17089.htmPPMS 综合物性测量系统 http://www.instrument.com.cn/netshow/C17086.htm完全无液氦综合物性测量系统 PPMS DynaCool http://www.instrument.com.cn/netshow/C18553.htm关于Quantum DesignQuantum Design是全球的科研设备制造商和仪器分销商，于1982年创建于美国加州圣迭戈。公司生产的 SQUID 磁学测量系统 (MPMS) 和材料综合物理性质测量系统 (PPMS) 已经成为公认的测量平台，广泛的分布于上几乎所有材料、物理、化学、纳米等研究领域的实验室。2007年，Quantum Design并购了欧洲大的仪器分销商LOT公司，现已成为著名的科学仪器领域的跨国公司。目前公司拥有分布于英国、美国、法国、德国、巴西、印度，日本和中国等地区的数十个分公司和办事处，业务遍及全球一百多个和地区。中国地区是Quantum Design公司活跃的市场，公司在北京、上海和广州设有分公司或办事处。几十年来，公司与中国的科研和教育领域的合作有成效，为中国科研的进步提供了先进的设备以及高质量的服务。

磁性测量是指对磁场和磁性材料进行测量，通过磁测量来测量其它物理量。 基本被测量包括磁通量Φ，磁感应强度B，磁场强度H，磁化强度M等。1785年，库仑发现电荷间和磁极间作用力的库仑定律和磁库仑定律，揭开了磁测量历史的序幕。1819---1820年奥斯特发现电流的磁效应以及安培等发现关于电流之间磁相互作用力的安培作用力定律，1831年法拉第发现关于变化磁通感生电动势的电磁感应定律，使人类对宏观磁现象有了全面而本质的认识，并导致1832年高斯单位制的开始形成，真正的磁测量才得以实现。由于高校的管理模式及制度，磁测量仪器大多养在“深闺”，大量科研资源潜能没有得到充分发挥。为解决这个问题并加速释放科技创新的动能，中央及各级政府在近几年来制订颁布了关于科学仪器、科研数据等科技资源的共享与平台建设文件。2021年1月22日，科技部和财政部联合发布《科技部 财政部关于开展2021年度国家科技基础条件资源调查工作的通知（国科发基〔2020〕342号）》，全国众多高校和科研院所将各种科学仪器上传共享。其中，对磁测量仪器的统计分析或可一定程度反映科研领域相关仪器的市场信息（注：本文搜集信息来源于重大科研基础设施和大型科研仪器国家网络管理平台，不统计用于生物体的磁测量仪器，不完全统计分析仅供读者参考）。不同地区（省/市）仪器分布情况本次统计，共涉及磁测量仪器的总数量为301台，涉及26省（直辖市/自治区），144家单位。其中，北京市共享磁测量仪器数量最多达83台，占比28%，涉及29所高校、研究院所和企事业单位等，北京如此高的占比主要是由于其拥有数量众多的科研院所。仪器所属学科领域分布仪器所属类型分布从仪器所属学科领域分布可以看出，磁测量仪器主要用于物理学和材料科学研究。需要注意的是，以上统计存在交叉分布的情况，即该仪器同时属于多类学科领域。结果显示，物理学和材料科学标签重合度很高。此外，地球科学领域的仪器占比也较高，达12%，排名第三，仪器其所属单位主要为地震、地质领域的科研院所。从仪器类型分布图中可以看出，磁测量仪器绝大部分被归类到了计量仪器和物性性能测试仪器。仪器所属单位性质分布那么这些仪器主要分布在哪些单位呢？统计结果表明，共享磁测量仪器主要分布于高校中，占比达61%，这一结果主要是因为共享仪器平台的仪器由高校上传所致，统计结果并不能体现出此类仪器的市场分布。此外，统计结果中的政府部门主要和海洋探测有关。磁测量仪器数量TOP8这些磁测量仪器主要品牌为Quantum Design和Lake Shore，均为美国品牌。Quantum Design公司是世界知名科学仪器制造商，其研发生产的一系列磁学测量系统及综合物性测量系统已成为全球先进的测量平台，广泛分布于世界上几乎所有材料、物理、化学、纳米等研究领域的尖端实验室。Lake Shore公司成立于1968年，位于美国俄亥俄州哥伦布市，是低温与磁场科研设备的国际领导者。主要产品包括：振动样品磁强计、低温真空探针台、霍尔效应测量系统、低温控温仪、低温传感器、高斯计、磁通计等。可以看出，目前我国高校院所的磁测量仪器仍以进口为主，国外品牌占主流。本次共享磁测量仪器盘点，涉及Quantum Design、Lake Shore、AGICO、Brockhaus、Oxford、2G、Durham、Marine Magnetics、MicroSence、ADE、中国计量技术开发总公司、Evico Magnetics、理研电子株式会社、Cryogenic、Princeton Measurements Corporation、安捷伦、岩崎通信机株式会社、NSG等七十多家厂商，呈现出二超多强局面。

说起综合物性测量系统-PPMS大家都不陌生，自从1994年台PPMS诞生以来，已经有超过1000台PPMS工作在全球各大实验室。科学领域的许多重要工作背后都有PPMS的贡献。从初的湿式系统到现在的全干式系统，从磁学、电学测量到多领域高精度测量，PPMS诞生以来从未停下过前进的脚步。无论您是我们PPMS的用户还是关注者，可能您尚未了解PPMS的全部功能。今天我们将为您列举目前PPMS所有测量功能，敬请收藏。图1 综合物性测量系统-PPMS一、 主机系统——兼容并蓄、博采众长基于有的快速扫场和连续控温技术（PPMS拥有快速、稳定的变温、扫场技术），PPMS主机已成为性能好的低温磁场平台。但是Quantum Design的追求远不止于此，PPMS的主机系统自从诞生以来不断的根据用户需求进行优化。目前，PPMS DynaCool主机已经集成了高真空和磁屏蔽，全新的CAN式模块结构设计摆脱了系统对电脑的过度依赖。针对LabVIEW预留的开放接口使得PPMS系统兼具了MultiVu的稳定性与LabVIEW的拓展性。为了满足不同需求，PPMS的系统已经包含9T、12T、14T、16T等多种场强以及湿式、Reliquefire、EverCool和DynaCool多种型号。从综合测量系统到好的通用平台，PPMS在雄厚的技术基础上兼容并蓄、博采众长，坚持以市场需求为导向，广泛采纳用户的建议，以开放的胸怀为全球客户打造好的实验平台。图2 完全无液氦综合物性测量系统PPMS® DynaCool™ 二、 磁学功能振动样品磁强计——电磁马达，智能测量PPMS的振动样品磁强计采用磁悬浮马达，完全避免了机械振动马达带来的测量噪音，同时避免了机械磨损。采用高精度的光学编码定位技术使得振幅、振动频率连续可调，并且在测量过程中自动校准中心位置。的设计、智能的软件、先进的算法使得磁矩测量精度能够真正的达到10-7量。VSM高温炉选件——炉火纯青、万分传统的磁性测量设备只能测量样品在室温附近或低温的磁学特性。少有的高温设备要么温度不能太高，要么结构复杂精度太差。Quantum Design专门为磁性测量设计的高温炉选件可以将磁性测量的温度提高到1000K，控温精度可达0.5K，可以快速升降温，轻松测量镍等高Tc材料的居里温度。磁性测量精度优于10-6emu.光诱导磁测量选件——波长可调，洞察秋毫为了研究光敏材料在光激发下磁性的变化，QuantumDesign推出了高精度的光磁测量选件。采用高色温的氙灯光源，利用波片滤波。高性能的光纤样品杆可以轻松将聚焦光引入样品腔。利用该选件可以测量变温、变场环境中，不同波长光激发下样品的磁性变化。这对于研究材料中能带分布对磁性的影响，以及磁性的机理具有重要意义。新型交流磁化率选件——超高灵敏度，频率可调全新的ACMS II采用特的探测线圈和VSM线性磁力驱动马达，一次测量就可以获得实部虚部分开的交流磁化率以及直流磁化强度的信号。采用锁相技术和五点测量模式，有效地消除了温度漂移对测量的影响，一次降温可以同时测量多个频率的磁性。10Hz-10KHz频率范围，15Oe的交流场，高达10-8emu的测量精度使得ACMS II的测量精度可以媲美SQUID。稀释制冷机交流磁化率选件——低温的磁性测量方案低至50mK的限低温、0.002 - 4Oe的交流场幅值、10Hz-10KHz可变频率、10-7emu的灵敏度使得稀释制冷机交流磁化率选件成为上低温的磁性测量方案，更是目前自旋液体等领域的有力测量手段。扭矩磁强计——磁矩与各向异性的测定对磁性材料的研究除了磁矩测量以外对磁各向异性的测量也具有重要意义，特别对于单晶或薄膜材料而言磁各向异性尤为重要。该选件由Quantum Design与IBM联合设计，采用超高灵敏度的压电传感器和平衡电桥来测量样品在磁场中受到的力矩。样品托芯片可产生标准扭矩来校准重力影响和温度漂移产生的影响。扭矩测量时可以进行温度扫描得到扭矩随温度的变化。扭矩磁强计的扭矩精度可达10-9Nm，磁矩灵敏度可达10-8emu，灵敏度可以媲美SQUID。一阶翻转曲线——测量材料磁结构、定量分析材料的组分基于智能化控制技术，Quantum Design全新推出的一阶翻转曲线功能省去了传统人工测量方案的繁琐。高精度的测量数据为后续分析提供了坚实保障。该功能可以定性/定量测量材料的磁翻转机制、计算各磁性翻转相的比例、计算矫顽场与相互作用场的强度分布。对于矿物、混合物、复合相、Vortex等材料的研究具有重要意义。磁性测量高压腔——测量材料高压磁性的利器采用等静压装置在材料上施加稳定的压力，利用PPMS测量样品的磁性。增加了用压力来调控材料特性的维度。是目前较为热门的材料高压特性研究的工具，高压腔采用螺旋式加压、液体传压媒介，可轻松实现1.3GPa或更高的压强。三、 电学功能直流电阻率——使用简单，测量快速直流电阻率是PPMS基本的测量功能之一，以其方便快捷、数据可靠、智能测试深得广大用户的喜爱。与普通的仪表相比，直流电阻率选件以其特有的智能测量方案在测量过程中避免了普通仪表不同量程临界处数据的不连贯和不准确。直流电阻率选件可在μΩ到MΩ范围内自动测量。电输运选件——功能更多，精度更高电输运测量选件（ETO），是专门为精细电学测量而开发的多功能电学测量选件，可以自动测量样品的IV特性曲线、微分电阻、霍尔效应。由于采用高精度的锁相技术，ETO可以测量从nΩ到GΩ量的电阻，电流输出nA-mA。光电测量选件——光场激发，多维调控PPMS采用全波段的氙灯作为光源，利用可调光栅滤波技术测量不同波长光激发下的样品电阻。在温度、磁场调控的基础上加入光激发调控，形成对样品特性的多维度调控和测量。电学测量高压腔——超硬材料，超导材料的研究利器目前在高压下测量材料的电学性能已经成为研究超导材料、超硬材料以及其他特殊材料的常用手段之一。PPMS的电学测量高压腔可以在变场、变温环境中测量不同压强下材料的电学性能。高压腔预留10跟电学引线，方便用户高压下的电学连接。高压腔已集成温度计，测量样品的实时温度。四、 热学测量功能比热测量选件——技术，全球材料的比热是一个重要的物理量，但是在实验上很难测到高质量的比热数据。Quantum Design采用技术的比热测量选件，从诞生起就代表了比热测量的高水准。比热选件采用双τ模型、可对驰豫曲线进行自动拟合计算、系统自动扣除背景比热，得到变温、变场条件下的高质量比热数据，并对每一个测量数据点自动计算和记录德拜温度。专用比热样品托、智能化的测量引导程序，使得初学者也能快速上手操作。完备的数据采集和分析功能使得比热研究更为简单。热输运选件——数据，功能全面热输运选件可以同时测量样品的热传导系数、Seebeck系数（热电势）和交流电阻率，并根据这三个数据计算出热点材料的品质因子。专门的样品托和四点法引线方式可以消除接触电阻和热阻的影响。软件可以的建立动态热流量模型补偿各种可能的系统误差。可在变温过程中自动进行连续测量得到高密度的数据。热输运选件使得热学测量像电学测量一样简单和。五、 低温选件He3制冷机选件——使用方便，智能控制基于PPMS主机系统的He3制冷机具有连续运转和单程两种模式，自动控制程序使得样品可在3小时之内由室温降至0.5K，单程模式可将样品的温度降至0.4K。目前已经在He3制冷机温度下能够进行的测量是电输运（ETO）和比热。He3选件是目前使用方便的He3制冷机。稀释制冷机选件——磁、电、热都能测的稀释制冷机基于PPMS主基系统的稀释制冷机选件可以将样品的温度进一步降低到50mK。该稀释制冷机与传统稀释制冷机的主要区别是具有高度自动化的控制软件和引导式的操作操作界面。即使没有低温工作经验的用户也可以轻松掌握低温物性测量，目前稀释制冷机可以实现比热、电输运、和交流磁化率测量。热去磁电测量选件——灵巧的mK低温选件为小巧的解热去磁电测量选件，不需要任何额外操作可以在3小时以内轻松将样品由室温降到150mK以下。该选件在无需购买较为昂贵的He3和稀释制冷机的情况下可以轻松实现mK量的电学测量，是性价比较高的低温选件。六、 光学测量功能拉曼与荧光光谱测量选件——低温强磁场光谱学突破Quantum Design推出的光谱学系统集拉曼和光致发光测量于一身，利用PPMS的变温和磁场环境可以测量气态、液态、薄膜和块体材料的性质。该选件多种波长光源可选、多维度位移旋转样品台、VHG全息光栅与超窄带滤波系统。高性能的拉曼光谱选件是变温、磁场光谱测量的。利用PPMS的拉曼光谱学选件和软件系统可以更加方便的研究强关联体系材料中自旋-轨道耦合随温度和磁场的变化。七、 拓展功能选件多功能样品杆——重剑无锋，大巧不工看似普通的样品杆却是PPMS拓展性能的又一典范，多功能样品杆为用户提供了集成温度计的样品台和用于立引线的样品杆。样品杆拥有非常高的加工精度，并且具有抗强磁场的能力，预留的部接口可供用户引入各种导线和光纤。用户可根据自己的需求利用多功能样品杆来搭建自己特的实验装置，实现自定义的实验方案。目前，用户已经利用多功能样品杆实现光电测量、强关联体系的光激发、铁电测量、介电测量、铁磁共振等多个领域的测量实验。高精度铁磁共振——锦上添花，如虎添翼图3 高精度铁磁共振仪（FMR）由瑞典NanOsc公司开发的高精度铁磁共振仪，能够对纳米别的磁性薄膜进行高精度的测量。该系统采用高精度波导探测芯片与全自动测量分析软件，可以直接测量得到饱和磁化强度、本征阻尼、非均匀展宽和回磁比。由Quantum Design团队设计的高质量波导样品杆和集成服务为高达40GHz的变温铁磁共振测量提供了雄厚的技术支撑。膨胀测量选件——原子，行业翘楚PPMS的膨胀率测量选件可以测量出0.1埃的尺寸变化，是目前上精密的膨胀率测量选件之一。该选件可以在全温区范围内测量热膨胀和磁致伸缩效应。特殊样品托设计可以测量样品相对磁场成不同角度情况下的磁致伸缩效应。扫描探针显微镜、共聚焦显微镜——秋毫之末，一览无余图4 PPMS- ReliquefierAttocube公司专门为PPMS生产的扫描探针显微镜和共聚焦显微镜可以很好的兼容湿式系统和Reliquefier系统。特有的音叉式AFM在Z方向上的分辨力高达7.6pm。基于低温AFM功能的MFM可以在不同温度、磁场下测量材料的磁畴结构，分辨率优于50nm。系统还可升KPFM、PFM、C-AFM等多种显微镜系统。更有扫描霍尔探针显微镜可以定量材料的测量微区磁场分布。共聚焦显微镜拥有自由光束和光纤两种模式可选择。用户可以将共聚焦显微系统搭配各种光谱仪使用来测量变温、变场环境下样品的多种光谱。开放的PPMS平台与22个测量选件以及时刻不停的研发，Quantum Design始终以开放进取的态度努力打造更好的综合测量系统与通用平台。用户的建议，市场的需求更是我们努力的方向。Quantum Design 希望能够与您携手共创科研辉煌。相关产品及链接：1、 PPMS 综合物性测量系统：https://www.instrument.com.cn/netshow/C17086.htm 2、 完全无液氦综合物性测量系统 DynaCool：https://www.instrument.com.cn/netshow/C18553.htm 3、 高精度铁磁共振仪（FMR）：https://www.instrument.com.cn/netshow/C221410.htm 4、 attocube无液氦低温强磁场扫描探针显微镜attoDRY Lab：https://www.instrument.com.cn/netshow/C273802.htm 5、 无液氦低温强磁场共聚焦显微镜attoCFM：https://www.instrument.com.cn/netshow/C159541.htm

标准化：符合中国和国际相关标准，5日生化培养+溶解氧电极法测定。自动化设计：机械臂定位，实现自动样品稀释、试剂加注 、自动开盖、自动加盖及加水封和溶氧电极自动测量及清洗等自动功能。智能化：依照国家标准方法，程序自动计算BOD5。样品量：单组54位瓶位，可多组测量。操作简单：HMI交互界面，触摸屏全程操控，也可通过微机软件操控。自动校正：电极自动校正，校正数据自动保存。数据存储：数据实时存储，系统数据及测量数据掉电不丢失。安全：无危险试剂，排出液体无害测量范围：2~6000mg/L电极测量范围：0-20mg/L分辨率：0.01 mg/L重现性：0.1Mg/L（单组）电极校正：智能薄膜校正（IQMC）技术使用过程无需校正自动稀释：提供多通道自动稀释功能。稀释水采用蠕动泵智能自控加注系统，流量1.2L、min接种液采用高精度注射泵自动加注系统，加液范围0-100ml丙烯基硫脲采用高精度注射泵自动加注系统，加液范围0-100ml自动清洗： 管路和溶解氧探头可进行自动定时清洗。样品数：多组重复不限量。单组实现54瓶位样品的测量。模块化样品盘设计：3*6样品瓶/盘。样品容器：标准玻璃培养瓶300ml。盖瓶盖/开瓶盖：由机械臂附加装置自动完成，瓶盖加水封密封。运动模块：全电控模组定位准确，多轴联动，柔性稳定。电源要求：AC220V 50HZ电源功率：350W 外形尺寸：1500*650*650mm环境要求：5~45℃ ，无腐蚀性气体。高灵敏全极霍尔定位自动搅拌功能保持样品溶解氧均匀，也可赶出过饱和溶解氧。溶解氧膜电极具有自动温度补偿、自动盐度补偿和自动气压补偿的功能。测量范围：（0 ~ 20.00）mg/L(ppm) （0 ~ 200.0）%分辨率：0.1/0.01 mg/L(ppm) 1/0.1 %响应时间：≤30 s（25℃, 90%响应）准确度：≤0.1 mg/L温度补偿范围：（0 ~ 45）℃（自动）盐度补偿范围：（0 ~ 45）ppt（自动）气压补偿范围：（80 ~ 105）kPa（自动）创新点：自动化设计：机械臂定位，可按程序设置自动完成稀释接种水加注、营养盐加注、硫脲加注、开取及闭合瓶盖、溶氧自动测量、溶氧电极自动清洗及加水封等自动功能。内置液位自动检测电极。 智能化：依照国家标准方法，用户可自行定义分析流程，程序自动计算BOD5。 产品完全符合 HJ505-2009《水质 五日生化需氧量（BOD5）的测定 稀释与接种》 BOD5机器人自动测量分析系统

电阻标准是电学计量的基石之一。为了适应国际单位制量子化变革和量值传递扁平化趋势，推动我国构建电子信息产业先进测量体系，补充国家量子化标准，开展电学计量体系中电阻的轻量级量子化复现与溯源关键技术研究至关重要。与传统砷化镓基二维电子气（2DEG）相比，石墨烯中的2DEG在相同磁场下量子霍尔效应低指数朗道能级间隔更宽，以其制作的量子霍尔电阻可以在更小磁场、更高温度和更大电流下工作，易于计量装备小型化。此外，量子电阻标准的性能通常与石墨烯的材料质量、衬底种类和掺杂工艺相关。如何通过克服绝缘衬底表面石墨烯成核密度与生长调控的瓶颈，获得高质量石墨烯单晶，并以此为基础，优化器件结构和工艺，开发出工作稳定且具有高比对精度的量子电阻标准芯片至关重要。近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所报道了采用在绝缘衬底表面气相催化辅助生长石墨烯，成功制备高计量准确度的量子霍尔电阻标准芯片的研究工作。相关研究成果以“Gaseous Catalyst Assisted Growth of Graphene on Silicon Carbide for Quantum Hall Resistance Standard Device）”为题，发表于期刊《Advanced Materials Technologies》上。研究人员首先采用氢气退火处理得到具有表面台阶高度约为0.5nm的碳化硅衬底，然后以硅烷为气体催化剂，乙炔作为碳源，在1300°C条件下，生长出高质量单层石墨烯。该温度条件下衬底表面台阶依然可以保持在0.5nm以下。采用这种方法制备的石墨烯可以制成量子电阻标准器件，研究团队直接将该量子电阻标准器件集成于桌面式量子电阻标准器，在温度为4.5K、磁场大于4.5T时，量子电阻标准比对准确度达到 1.15×10-8，长期复现性达到3.6×10-9。该工作提出了适用于电学计量的石墨烯基工程化、实用化的轻量级量子电阻标准实现方案，通过基于其量值的传递方法，可以满足不同应用场景下的电阻量值准确溯源的需求，补充国家计量基准向各个行业计量系统的量传链路。中科院上海微系统与信息技术研究所是该研究工作第一完成单位，陈令修、王慧山和孔自强为共同第一作者，通讯作者为上海微系统所的王浩敏研究员和中国计量科学研究院的鲁云峰研究员。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金项目、中科院先导B类计划和上海市科委基金的资助。论文链接：https://doi.org/10.1002/admt.202201127