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数字能量磁场测试仪

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数字能量磁场测试仪相关的资讯

  • HI-3604工频电磁场强度测试仪促销
    联系电话: 15321363169 010-59483169 单台仪器即可实现电场磁场同时测试 仪器说明: HI-3604是专门为检测50/60Hz电力线,有电设备和设施,视频显示终端等周围的电磁场强度而设计,为工程师,工业卫生学者以及人身安全健康专家等人员提供电力环境的准确测试工具。 液晶显示器显示的单位可选择毫高斯,高斯,伏/米,千伏/米,并有图形显示功能,可方便直观的定位电磁场源位置及强辐射点。 单探头实现全量程,仪器面板为覆膜式按键设计,非常适合现场使用,内部存储器可存储最多127个读数。 技术参数: 技术参数:  &bull &bull 频率范围: 30 &ndash 2000 Hz &bull &bull 频响范围: ± 0.5 dB (50-1000Hz) ± 2.0 dB (30-2000Hz) &bull &bull 电场测量范围:1 V/m &ndash 200 kV/m &bull &bull 磁场测量范围:0.2 mG &ndash 20 G &bull &bull 检测:单轴 &bull &bull 响应:真有效值 &bull &bull 存储:内置,最多112 读数 &bull &bull 环境:温度-10° C &ndash 40° C, &bull &bull 湿度5% - 95%无冷凝 基本配置: &bull &bull 电磁场两用探头(单轴) &bull &bull 显示部分 &bull &bull 绝缘手柄 &bull &bull 使用手册 &bull &bull 便携箱 &bull &bull HI-3616 型远程读取控制器 (可选) &bull &bull HI-4413 RS232 光纤转换器 (可选) &bull &bull 绝缘体三角架 (可选) 配置: 标配:电磁场两用探头(单轴),显示部分,绝缘手柄,使用手册,便携箱 选件:HI3616远方显示器,HI4413 RS232光纤MODEM,三脚架 联系电话: 15321363169 010-59483169
  • 磁电阻特性测试仪
    成果名称 磁电阻特性测试仪(EL MR系列) 单位名称 北京科大分析检验中心有限公司 联系人 王立锦 联系邮箱 13260325821@163.com 成果成熟度 □研发阶段 □原理样机 □通过小试 &radic 通过中试 &radic 可以量产 合作方式 □技术转让 &radic 技术入股 &radic 合作开发 □其他 成果简介: 本仪器专门为材料磁电阻特性测试而设计的,采用流行的USB接口将高精度的数据采集器与计算机相连,数据采集迅速准确;用户界面直观友好,极大地方便了用户的使用。 MR-150型采用电磁铁产生强磁场,高精度名牌仪表采集数据,精度高稳定性好适合科研中各类样品的磁电阻特性测试。 MR-4型采用亥姆霍兹线圈产生磁场,无剩磁。采用高精度名牌仪表采集数据,精度高稳定性好适合科研中AMR、GMR、TMR各类样品的磁电阻特性测试。 MR-2型采用集成化主机和多通道USB接口数据采集卡采集数据,稳定性好适合科研教学中性能较好的磁电阻样品测试。 MR-1型采用手动调节磁场和人工读数,适合与大中专院校本科生研究生的专业实验中使用。 主要技术参数: 一、系统控制主机:内含可1路可调恒流源(0.3mA~50mA)、2路4 1/2数字电压表和1块USB接口24bit数据采集卡;功耗50W。 二、自动扫描电源:0~± 5A,扫描周期8~80s。 三、亥姆霍兹线圈:0~± 160Gs。 四、测量专用检波与放大电路技术参数:输入信号动态范围为± 30 dB;输出电平灵敏度为30mV / dB;,输出电流为8mA;转换速率为25 V /&mu s;相位测量范围为0~180° ;相位输出时转换速率为30MHz;响应时间为40 ns~500 ns;测量夹头间隔10mm。 五、计算机为PC兼容机,Windows XP或Windows 7操作系统。 六、数据采集软件在Windows XP和Windows 7操作系统均兼容。 应用前景: 本仪器可用于金属、合金及半导体材料的电阻变温测量。适合于高校科研院所科研测试及开设专业实验。目前该仪器已经应用在北京科技大学材料学院及哈尔滨工业大学深圳研究生院的研究生实验教学及课题组科研测量中,取得良好的成效。 知识产权及项目获奖情况: 本仪器拥有完全自主知识产权和核心技术,曾在全国高校自制实验仪器设备评选活动中获得优秀奖。
  • 如何将9T磁场测量系统秒变9T-9T-9T矢量磁场?
    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)
  • 射线检测仪测到地球磁场出现裂缝 引发人类关注未来
    地球周围有巨大的地磁防护罩,保护人类和其他生物免受太空射线的伤害。  一项最新地球研究报告说,地球磁场不仅正在减弱,而且出现裂缝,因此包括人类在内的生命随时会受到高能量宇宙射线的威胁。  据物理学网站近日报导,印度科学家使用世界最敏感、最大型的宇宙射线检测仪器于近期观察到地球磁场出现裂缝。  科学家在《物理评论快报》(Physics Review Letter)上指出,因为地磁出现裂缝,所以日冕喷发的巨大等离子能量束冲击地球磁层,引发地磁风暴。  地磁裂缝  这种检测仪器为GRAPES-3 介子望远镜,位于印度乌提(Ooty)的塔塔基础研究院(TIFR)宇宙射线实验室。2015年6月22日,该实验室记录到时间长达2小时的200亿电子伏特(20GeV) 高能量太空粒子束,以每小时250万公里的速度撞击地球,造成很多距北极较近的国家地区出现无线电信号中断。  当时,天空出现绚丽多彩的北极光。科学家说,这是因为地磁遭受那种极高速粒子的冲压而产生磁暴的结果。  而这种磁暴的根本原因是近年强度不断减弱的磁场发生重新联接时出现一种磁场裂缝。  报导说,地球磁场是一种人肉眼看不见的无形保护层,减少我们受宇宙射线的威胁。而这个巨大的防护罩近年来出现明显的变化,因此那些潜在的太空威胁问题变得越来越突出。  地磁分布变化  澳洲Science Alert科技新闻网曾于5月11日报导,科学家注意到,地球磁场保护层已经出现非常明显的变化,如地磁北极发生了偏移。  地球磁场强度近年来一直在减弱,目前地球磁场强度以每10年下降5%的速度减弱,而且减弱速度比以前快10倍。而且地磁的分布特点出现改变,即地磁在某些地区增强,在某些地区减弱。  欧洲空间局(ESA)在5月初布拉格召开的“生命地球研讨会”(The Living Planet Symposium )上报告,地磁北极正快速地朝向亚洲东方偏移。  该报告指出,自1999年以来,地球磁场强度在北美上空减弱3.5%,而在亚洲增强2%。大西洋南部的南美地区,地磁强度异常减弱2%,而且近7年来其减弱趋势一直朝着西部方向发展。  与人类未来有关  科学家推测,地球磁场强度不断减弱的最终结果是地磁两极倒转,造成宇宙射线强烈照射地球,包括人在内的生物因此遭受毁灭性灾难。科学家估计,这种地磁倒转的灾难会每10万年发生一次。  报导说,这种研究结果听起来很可怕。但是实际情况可能不是想像的那么糟糕。欧洲空间局地磁观测项目经理鲁尼弗莱博哈根(Rune Floberghagen)于2014年7月曾解释:“这种磁极突然倒转不是瞬间出现,而是在几千年或者几百年的时间内发生。这种现象在过去的历史发生过许多次。”  而且2014年7月,加州大学等机构于英国皇家《国际地球物理研究杂志》(Geophysical Journal International )发表报告认为,78.6万年前的地球磁场活动曾在6000年内一直处于不稳定状态,最后在100年间发生磁场两极倒转。  加州大学伯克利分校的研究者考特妮斯普莱恩(Courtney Sprain)说:“我们很惊讶,当时地球磁场的两极倒转速度很快。”  科学家根据目前的地磁减弱情况推测地磁南北极会在今后几千年间突然发生倒转。  伯克利分校的地质年代学中心主任保罗瑞尼(Paul Renne)教授表示,虽然尚不清楚将在何时突然发生下一次的地球磁场倒转,但人们需要多思考一旦发生后人类会遭受什么。
  • 世界首台!AIMS望远镜突破太阳磁场测量难题
    记者从青海冷湖天文观测基地获悉,世界首台“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”(简称AIMS望远镜)已实现核心科学目标——将矢量磁场测量精度提高一个量级,实现了太阳磁场从“间接测量”到“直接测量”的跨越。AIMS望远镜是国家自然科学基金委员会支持的重大仪器专项(部委推荐)项目,落户于平均海拔约4000米的青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖市冷湖镇赛什腾山D平台。据了解,经过5个多月的前期调试观测,目前望远镜技术指标已满足任务书要求,进入验收准备阶段。中国科学院国家天文台怀柔太阳观测基地总工程师王东光介绍,科学数据分析表明,AIMS望远镜首次以优于10高斯量级的精度开展太阳矢量磁场精确测量。“这意味着AIMS望远镜利用超窄带傅立叶光谱仪,在中红外波段实现了直接测量塞曼裂距得到太阳磁场强度的预期目标,突破了太阳磁场测量百年历史中的瓶颈问题,实现了太阳磁场从‘间接测量’到‘直接测量’的跨越。”王东光说,“塞曼裂距与波长的平方成正比,在AIMS望远镜之前,太阳磁场多在可见光或近红外波段观测,由于裂距很小,观测仪器很难分辨。AIMS望远镜的工作波长为12.3微米,在同等磁场强度下,塞曼裂距增加几百倍,使得‘直接测量’成为可能。”  这是2023年4月8日拍摄的AIMS主体结构。新华社记者顾玲 摄AIMS望远镜是国际上第一台专用于中红外太阳磁场观测的设备,将揭开太阳在中红外波段的神秘面纱。“通过消除杂散光的光学设计和真空制冷等技术,我们解决了该波段红外太阳观测面临的环境背景噪声高、探测器性能下降等难题。”中科院国家天文台高级工程师冯志伟介绍,红外成像终端由红外光学、焦平面阵列探测器和真空制冷三个系统组成,包括探测器芯片在内的所有部件均为国产。该终端系统主要用于8至10微米波段太阳单色成像观测,从而研究太阳剧烈爆发过程中的物质和能量转移机制。此外,AIMS望远镜也实现了中红外太阳磁场测量相关技术和方法的突破,在国内首次实现中红外太阳望远镜系统级偏振性能补偿与定标,“望远系统在中国天文观测中首次采用离轴光学系统设计,焦面科学仪器除8至10微米的红外单色像外,还配备了国际领先的高光谱分辨率红外成像光谱仪和偏振测量系统。”王东光介绍,AIMS望远镜的研制,除了在太阳磁场精确测量方面起到引领作用外,也可在中红外这一目前所知不多的波段上寻找新的科学机遇。  AIMS望远镜科研团队成员正在观看电脑屏幕显示出分裂的光谱。(受访者供图)据介绍,AIMS望远镜旨在通过提供更精确的太阳磁场和中红外成像、光谱观测数据,研究太阳磁场活动中磁能的产生、积累、触发和能量释放机制,研究耀斑等剧烈爆发过程中物质和能量的转移过程,有望取得突破性的太阳物理研究成果。
  • 磁场驱动微板阵列表面实现定向输运
    设计并驱动微纳米结构表面实现物体的定向输运在微电子、生物医药及防污自清洁等领域具有广泛的应用前景。在这些应用领域中,提高定向输运的速度能进一步提高输运效率。此外,通过对微结构和驱动方式的创新性设计,实现对多种不同形状的物体在不同环境中的定向输运也具有重要意义。 近日,北京理工大学先进结构技术研究院陈少华教授课题组提出了一种通过磁场控制微结构表面快速输运固体物块的方法。该方法能够对厘米级的固体物块进行快速定向输运,其输运速率相对于已有文献中的输运速率有大幅度的提升。微结构表面主要由磁响应微板阵列结构和纯PDMS基底组成,单个微板高度为950微米,厚度为150微米。该研究结合微尺度3D打印技术制备实验样件,所使用的3D打印设备(nanoArch S140,摩方精密)的光学精度为10μm,能实现94×52×45mm大小的三维加工尺寸。基于该设备加工了板状微结构阵列,并通过倒模制备出含有磁颗粒的PDMS微结构试样,然后通过磁场控制微结构的变形储能以及能量的快速释放,实现定向输运的功能。该成果以“Directional Transportation on Microplate-Arrayed Surfaces Driven via a Magnetic Field”为题发表于国际期刊ACS Applied Materials & Interfaces上。该工作由北京理工大学先进结构技术研究院李程浩博士作为第一作者完成。原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c09648图1.微结构制备及实验装置示意图图2.固体物块定向输运及驱动过程分析图3.通过磁场控制微结构表面实现不同形状物体的定向输运,及不同重量物体的筛选分离(空气环境和水下) 该研究提出了一种通过磁场控制微结构表面快速输运固体物块的方法,并揭示了输运机理:通过磁场控制微结构变形储存弹性能,然后通过控制微结构逐个回弹,使得储存在微结构中的弹性能依次快速释放,并驱动物体连续向前运动,以此实现固体物块的快速定向输运。此方法具有广泛的适用性,能够在空气和水环境中同时输运不同形状的物块,且能够较好控制输运速度,对于更加智能甚至编程化的定向输运技术具有重要意义。
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    设计并驱动微纳米结构表面实现物体的定向输运在微电子、生物医药及防污自清洁等领域具有广泛的应用前景。在这些应用领域中,提高定向输运的速度能进一步提高输运效率。此外,通过对微结构和驱动方式的创新性设计,实现对多种不同形状的物体在不同环境中的定向输运也具有重要意义。近日,北京理工大学先进结构技术研究院陈少华教授课题组提出了一种通过磁场控制微结构表面快速输运固体物块的方法。该方法能够对厘米级的固体物块进行快速定向输运,其输运速率相对于已有文献中的输运速率有大幅度的提升。微结构表面主要由磁响应微板阵列结构和纯PDMS基底组成,单个微板高度为950微米,厚度为150微米。该研究结合微尺度3D打印技术制备实验样件,所使用的3D打印设备(nanoArch S140,摩方精密)的光学精度为10μm,能实现94×52×45mm大小的三维加工尺寸。基于该设备加工了板状微结构阵列,并通过倒模制备出含有磁颗粒的PDMS微结构试样,然后通过磁场控制微结构的变形储能以及能量的快速释放,实现定向输运的功能。该成果以“Directional Transportation on Microplate-Arrayed Surfaces Driven via a Magnetic Field”为题发表于国际期刊ACS Applied Materials & Interfaces上。该工作由北京理工大学先进结构技术研究院李程浩博士作为第一作者完成。图1.微结构制备及实验装置示意图图2.固体物块定向输运及驱动过程分析图3.通过磁场控制微结构表面实现不同形状物体的定向输运,及不同重量物体的筛选分离(空气环境和水下) 该研究提出了一种通过磁场控制微结构表面快速输运固体物块的方法,并揭示了输运机理:通过磁场控制微结构变形储存弹性能,然后通过控制微结构逐个回弹,使得储存在微结构中的弹性能依次快速释放,并驱动物体连续向前运动,以此实现固体物块的快速定向输运。此方法具有广泛的适用性,能够在空气和水环境中同时输运不同形状的物块,且能够较好控制输运速度,对于更加智能甚至编程化的定向输运技术具有重要意义。官网:https://www.bmftec.cn/links/10
  • 阿拉莫斯国家实验室创人类最强脉冲磁场(图)
    磁场既看不见也摸不着,但是其却是一股强大的力量   据国外媒体报道,洛斯阿拉莫斯国家实验室的两位科学家野茨库尔特(Yates Coulter)和迈克戈登(Mike Gordon)成功创造了在最强磁场领域的世界级记录。该国家实验室的高脉冲磁场实验室的研究小组取得了97.4特斯拉的的磁感强度,这比金属废品收购站使用的巨型电磁铁产生的磁感强度高出100倍。   在今年的8月18日(星期四),一个德国科学家组成的研究团队取得了92.5特斯拉的磁感强度值,而紧随其后,洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家就创造了97.4特斯拉的磁感强度。别小看这些看似数值并不是很高的磁感强度值,要知道,地球的磁感强度为0.0004特斯拉,而一个垃圾场用于吸取废旧金属的磁铁产生的磁感强度为1特斯拉,以及医疗用得核磁共振成像扫描的磁感强度为3特斯拉。在物理学中,描述磁场的强弱用磁感强度(磁感应强度)来表示,在国际单位制中,磁感应强度单位为特斯拉(T),而高斯与特斯拉换算比为,1特斯拉等于1万高斯。   能够产生极高磁感应强度的无损脉冲为科学家提供了一个前所未有的工具,这项技术可以应用于研究材料的基本属性,范围可以从金属和超导体到半导体和绝缘体。而在高磁感强度下,也为科学家提供了有关材料性能的研究方向,以及关于电子相互作用的有价值线索。随着近年来对高磁感强度领域的成就,洛斯阿拉莫斯国家实验室脉冲磁场实验室将定期为磁场研究领域的科学家提供高磁感强度的脉冲磁场,可以达到95特斯拉的水平,这同时也说明,洛斯阿拉莫斯国家实验室可以为全世界的磁场研究人员提供研究服务。   而能够将磁感应强度达到100特斯拉,是来自全世界各国磁场研究人员的共同梦想,其中包括德国、中国、法国和日本的磁场实验室,都在追逐着100特斯拉的极限目标,而洛斯阿拉莫斯国家实验室则率先将磁感强度提高至非常接近这个极限目标。   如此强大的磁铁产生的磁场,有着非常广泛的科学研究价值,同时也对相关领域的调查研究产生深远的影响,特别是在微观领域上,让科学家了解如何设计和控制材料的性质和功能。在这种类型的强磁场下,可以让研究人员仔细地调整材料的参数,实现更加完美的非损性磁场。高磁感强度的磁场可以使电子局限于纳米尺度的轨道上,从而有助于揭示材料的基本量子性质。   在阿拉莫斯国家实验室8月18日的实验中,物质凝聚态学的科学家们,高场磁体技术人员,技师以及脉冲磁铁的工程师们目睹了NHMFL-PFF高强度磁感发生器夺回世界纪录的瞬间时是多么地兴奋,而在此之前,磁场实验室的氛围是非常地窒息,科学家们都聚集在控制显示屏前,显示了创纪录前的紧张与期待感。而当迈克戈登指挥控制1.4千兆瓦发电器系统对准磁铁时,实验室中的所有目光都聚集在监控显示器上,显示了接近100特斯拉的世界级磁感强度。而其中还有一个小插曲,在实验进行之前,实验室所在在大楼根据安全协议必须是个无人区。   在实验过程中,实验室的科学家们听到了一种变形程度较低的嗡嗡声,紧随其后的是金属发出刺耳的声音信号,感觉到类似脊柱刺痛感,精确的分布式电流超过了100兆焦耳的能量。随着声音的消退,以及显示器显示磁铁的完美表现,科学家将注意转向在实验过程中的现成测量,证明磁铁已达到92.5特斯拉,这个数据对于洛斯阿拉莫斯国家实验室而言,早在五年前就已经达到了,这同时也是德国的科学家小组所取得的数据。   而在第二天的下一阶段的实验中,实验室一举达到97.4特斯拉的成就。后来,研究人员查尔斯米尔克(Charles Mielke)、尼尔哈里森(Neil Harrison)、苏珊(Susan Seestrom)和阿尔伯特(Albert Migliori)联名向吉尼斯世界纪录申请认证。
  • 合肥研究院在ITER大口径磁场耐受测试装置性能研究方面取得新进展
    近期,中科院合肥研究院等离子体所电源及控制工程研究室高格、蒋力课题组博士后黄亚在国际热核聚变实验堆ITER的大口径磁场耐受测试装置线圈偏移对性能影响研究方面取得新进展。研究成果发表在工业电力电子领域权威期刊IEEE Transactions on Industrial Electronics上。托卡马克装置周围环境磁场对磁敏感设备的安全运行有着重要作用,不同强度的磁场会影响器件设备的正常工作。大口径磁场耐受测试装置作为能够解决强磁兼容测试的有效途径之一而备受研究关注,该装置是由多组线圈组成的磁场发生系统,设计及安装过程中的线圈偏移会造成内部测试区域磁场性能的改变。为了研究线圈偏移与磁场性能的关系,科研人员针对3组线圈18个自由度的偏移进行了深入研究,研究了单、多个变量的影响情况,从磁场分布数据的规律改进了计算方法,完成了多参数下最大允许偏移的快速计算,同时搭建实验平台,实验结果验证了理论分析的正确性。本研究以大口径磁场耐受测试装置为对象,研究线圈偏移对磁场均匀性造成的误差。根据系统原理,通过坐标变换阐述了线圈偏移引起的磁场的计算方法;讨论了单线圈和两个线圈在不同位置和角度偏移组合下的磁场性能分布;最后在偏差变量较多的前提下,提出了一种确定设备线圈允许偏移的合理方法。同时针对各种偏移,总结了允许偏移量和误差的公式,便于计算出所需误差的允许偏移量,为实际安装相关设备提供了理论依据。上述研究工作得到中国博士后面上基金和安徽省自然基金的支持。论文链接:https://ieeexplore.ieee.org/document/9896766 图1:托卡马克装置周围的磁场分布图2:大口径磁场耐受测试装置
  • 我国自主研发的量子磁力仪载荷实现全球磁场测量
    我国首台自主研发的量子磁力仪载荷——“CPT原子磁场精密测量系统”于7月27日搭载空间新技术试验卫星(SATech-01)发射。11月7日,国产量子磁力仪载荷的无磁伸展臂在轨展开,载荷进入在轨长期工作阶段,目前已获取五天的有效探测数据,实现了全球磁场测量,推进了我国量子磁力仪的空间应用研究。CPT原子磁场精密测量系统由CPT原子/量子磁力仪、AMR磁阻磁力仪、NST星敏感器、无磁伸展臂组成,由中国科学院国家空间科学中心太阳活动和空间天气重点实验室、复杂航天系统与电子信息技术重点实验室,以及中科院沈阳自动化研究所联合研制。无磁伸展臂一次性展开至4.35m后,处于伸展臂顶端的CPT原子磁力仪探头、AMR磁阻磁力仪探头、NST星敏感器远离卫星磁干扰和遮挡,开始获取有效探测数据。CPT原子/量子磁力仪在轨测量噪声峰峰值0.1nT。NST星敏感器获取了卫星在不同模式、不同时段下伸展臂的姿态变化实时数据,结合AMR磁阻磁力仪的三轴磁场探测,首次在轨验证了磁场矢量和姿态一体化同步探测技术。国产量子磁力仪首次全球磁场勘测图(空间中心太阳活动与空间天气重点实验室供图)CPT原子磁场精密测量系统载荷(空间中心、沈阳自动化所供图)无磁伸展臂地面展开测试(沈阳自动化所、空间中心和微小卫星研究院供图)CPT原子磁场精密测量系统伸展臂在轨展开状态示意图(微小卫星研究院供图)CPT原子磁力仪和AMR磁阻磁力仪在轨测量结果(空间中心供图)NST星敏感器相对于卫星本体坐标系的测试结果(空间中心、中科新伦琴NST星敏团队提供供图)
  • MARS!世界第一台无磁场球差校正透射电镜诞生
    p    strong 仪器信息网讯 /strong 2019年5月24日,英国Nature Communications在线杂志正式介绍了由东京大学大学院工学系研究科附属综合研究机构柴田直哉与日本电子子株式会社合作开发的,无磁场球差校正扫描透射电镜MARS机型Magnetic-field-free Atomic Resolution STEM)的开发理念与部分实验结果。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 462px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/f191488a-c234-40a9-9a86-d9ee1b30ad90.jpg" title=" 0.jpg" alt=" 0.jpg" width=" 300" height=" 462" border=" 0" vspace=" 0" / /p p   1931年,鲁斯卡和诺尔研制成了世界上第一台透射电镜(TEM),自此以后,研究人员一直在追求提高TEM的空间分辨率。由于电子是带电粒子,研究人员一直在遵循布施(Busch)于1926年的发现:使用轴对称的磁场和静电场来控制电子束。88年来,使用高稳定性和易操控性的高磁场镜被认为是TEM的最佳选择。理论上TEM的空间分辨率受制于和入射电子束能量以及磁透镜的能力,通过各级透镜放大,TEM可以形成各种初级图像和衍射盘,最后的图像质量被各级透镜的综合性能差影响。为了获得更好的分辨率,现代TEM的发展与如何设计出低差系数透镜(如球差、色差)紧密结合在了一起。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 400px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/2b3ee416-49ec-47f5-99ce-66857fcfd993.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" width=" 300" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 安装在英国钻石光源的JEOLJEM-ARM300F(GrandARM) /span /p p   1995年,Haider教授设计出了划时代的球差校正器,使得TEM(STEM)的分辨率首次达到了亚埃及尺度。最新的记录2018年,JEOL独立开发的最新差校正器使得商业化300kV球差电镜达到了40.5pm的分辨率。现在,各种单原子图像表征已经变得较为容易,单原子的电场结构也有了相关报道。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 339px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/ad3e5a56-57f9-4919-9811-53cb550ac456.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" width=" 450" height=" 339" border=" 0" vspace=" 0" / /p p   但是,上述方法需要将样品放入2~3T的超高磁场环境以减少焦距。这种高磁场环境使得磁性材料的物理结构发生非常大的变化。因此洛伦茨模式(或者洛伦茨透镜),一种完全关闭物镜磁场以牺牲分辨率的方法被广泛用来观察磁性材料。现在,东京大学与日本电子株式会社联合研发了一种相反极性的前后反对称透镜设计,配合最新的五阶自动调整新型球差矫正器,使得样品可以处在完全无磁场的环境中,电镜仍然保证原子级的分辨率。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 201px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/7ee1e85e-68d0-40b1-97d5-9873bdc5d661.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" width=" 450" height=" 201" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 全新的物镜设计 /span /p p   配有该球差矫正器的机型目前定名为MARS。目前实验数据来看,MARS测角台内800μm× 800μm× 200μm空间磁场分布可被观察到,这一大小完全覆盖球差透射电镜观察的样品自身(一般大小在100nm× 100nm× 50nm)。通过测量,样品上的残余磁场小于0.2mT,比普通球差电镜低10000倍。一般情况下,磁性样品的拍摄存在两个难点:1)自身结构会被电镜的强磁场坏境破坏,2)由于样品自身磁场的影响,使得完全消除物镜残存象散非常困难。但是使用MARS机型,可以直接观察软磁性硅钢样品(Fe-3wt%Si),得到了143pm的分辨率。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 190px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/60d624f6-b48a-47b8-ab69-7bb0456cab3f.jpg" title=" 4.jpg" alt=" 4.jpg" width=" 450" height=" 190" border=" 0" vspace=" 0" / /p p   MARS机型还可以搭载如电子全息、差分衬度STEM探测器(SAAF)、叠层衍射成像探测器(4D Canvas)、能量损失谱(EELS)以及大固体角EDS。这种多用途设计,使得该设备将拥有巨大的应用前景。 /p
  • 三大洲科学仪器揭示世界首例持续活跃快速射电暴的磁场反转
    中国科学家组织国际团队,通过长期监测和智能计算,揭示了由“中国天眼”FAST发现的世界首例持续活跃重复快速射电暴的磁场反转。12日,相关成果发表于《科学》杂志。  快速射电暴是宇宙中一种射电爆发现象,在1毫秒的时间内能释放出太阳大约一整年才能辐射出的能量。快速射电暴自2007年首次被确定存在以来,迅速成为天文学最新研究热点之一,但其物理起源、辐射机制等,至今尚不明晰。  “中国天眼”首席科学家李菂介绍,此次发现涉及了三大洲的国际大型设备的观测数据。论文的研究对象“FRB 20190520B”由李菂领导的“中国天眼”FAST“多科学目标同时巡天(CRAFTS)”项目所发现,为世界首例持续活跃快速射电暴。自其2019年5月20日“现身”以来,每次监测都有一个或多个望远镜探测到其爆发,持续可靠。  研究团队进一步利用位于澳大利亚的帕克斯望远镜和位于美国的绿岸望远镜对首例持续活跃快速射电暴进行了长达17个月的监测,并利用之江智能计算天文平台的算法高效处理数据。2022年7月24日拍摄的“中国天眼”夜景(维护保养期间拍摄,无人机光绘)。新华社记者 欧东衢 摄  “通过综合分析发现,首例持续活跃快速射电暴的周边磁场存在着极端反转,也就意味着它可能处在双星系统中,而双星的伴星可能是黑洞或者大质量恒星。”论文共同第一作者、之江实验室智能计算天文研究中心研究专家冯毅说。  据了解,这一发现是快速射电暴起源研究向前推进的重要一步。“中国天眼”FAST发现的首例持续活跃的快速射电暴已经催生了一系列重要发现和模型,此次发表的成果也是计算天文领域研究的重要进展。未来,对首例持续活跃快速射电暴的持续监测有望进一步揭示快速射电暴的起源和环境。
  • 总投资20.96亿!脉冲强磁场实验装置优化提升项目即将动工
    10月下旬,国家发展改革委正式批复“十四五”国家重大科技基础设施脉冲强磁场实验装置优化提升项目的投资概算。至此,该项目已先后获得可行性研究报告、初步设计方案和投资概算批复等,完成全部审批流程,即将在华中科技大学动工建设。此次批复的脉冲强磁场实验装置优化提升项目是在“十一五”国家重大科技基础设施脉冲强磁场实验装置基础上的升级改造。作为前期建设成效好、性价比高的综合交叉平台,脉冲强磁场优化提升设施成功入选“十四五”国家重大科技基础设施建设规划,是全国仅有的两个优化提升项目之一。华中科技大学李亮教授也成为“十一五”和“十四五”先后两个国家重大科技基础设施项目负责人。根据国家发改委批复,脉冲强磁场实验装置优化提升项目总投资20.96亿元,建筑面积4.7万平方米,建设期5年。项目将围绕物质科学、生命科学、强电磁工程科学等领域重大科学问题和国家战略需求,建设110T超强磁场、70T平顶脉冲磁场和9.5T超导脉冲复合磁场,10类实验测试系统以及设施支撑基础平台。项目法人单位为华中科技大学,参建单位包括中国科学院电工研究所、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、北京大学、复旦大学和南京大学。脉冲强磁场实验装置于2008年开工,2013年建成,2014年正式对外开放运行,已累计运行82521小时,创造了64T脉冲平顶磁场等多项脉冲磁场参数世界纪录,为北京大学、清华大学、哈佛大学、剑桥大学等126个国内外科研单位提供科学研究服务1828项,取得了包括发现对数周期量子振荡等系列重要成果。脉冲强磁场实验装置的建成,填补了国内超高磁场实验条件的空白,满足我国科学家对强磁场实验条件日益迫切的需求,先后获2018年湖北省科技进步特等奖和2019年国家科技奖进步一等奖。随着现代科学技术发展,科学研究对脉冲强磁场实验装置的综合性能指标、实验测试手段、面向的研究领域等提出更高的需求,在广泛征求用户意见和需求调研基础上,华中科技大学启动了脉冲强磁场实验装置优化提升项目建设,将在“十一五”脉冲强磁场实验装置基础上,全面提升磁场参数、丰富测量手段、拓展研究领域,为多学科交叉研究提供公共开放的极端实验条件,支撑前沿基础科学研究领域持续产出重大原始创新成果,建成全球规模最大、最具国际影响力的脉冲强磁场科学中心。
  • 科学家开发出一种多功能近场显微镜平台,可在高磁场和液氦温度以下工作
    重大的科学突破往往是由新技术和仪器实现的。一种新型的近场光学显微镜,在极端温度和磁场下具有高分辨率成像,可以为量子计算技术和拓扑研究做到这一点。Kim等人提出了一种sub-2开尔文低温磁赫兹散射型扫描近场光学显微镜(cm-THz-sSNOM)。太赫兹sSNOM成像使用照射在小金属尖端上的300微米波长光在纳米尺度上绘制材料,允许以深亚波长,20纳米空间精度测量局部材料特性 - 比所用光的波长小15,000倍。经过几年的努力,研究人员能够展示出一种改进的sSNOM平台,该平台在极端操作条件下具有无与伦比的分辨率能力。“我们在空间,时间和能量方面提高了分辨率,”作者Jigang Wang说。“我们还同时改进了在极低温度和高磁场下的操作。显微镜是通过测量超导体和拓扑半金属来展示的。结果显示了在1特斯拉磁场中9.5开尔文的第一个高分辨率sSNOM图像。显微镜可以帮助开发具有更长相干时间的新量子比特 - 目前受到材料和界面缺陷的限制 - 并提高对拓扑材料基本性质的理解。“重要的是成像到十亿分之一米,千万亿分之一秒和每秒数万亿个光波,以便能够选择更好的材料并指导量子和拓扑电路的制造,”王说。尽管显微镜已经展示了破纪录的测量结果,但研究人员的目标是通过提高灵敏度并使SUV大小的显微镜更加用户友好来进一步改进仪器。相关文章:“A sub-2 kelvin cryogenic magneto-terahertz scattering-type scanning near-field optical microscope (cm-THz-sSNOM),” by R. H. J. Kim, J.-M. Park, S. J. Haeuser, L. Luo, and J. Wang, Review of Scientific Instruments (2023). The article can be accessed at https://doi.org/10.1063/5.0130680.文章展示了研究人员开发的一种多功能近场显微镜平台,可以在高磁场和液氦温度以下工作。研究人员使用该平台演示了极端太赫兹(THz)纳米显微镜的操作,并在低至1.8 K的温度、高达5 T的磁场和0–2 THz的操作下获得了第一个低温磁太赫兹时域纳米光谱/成像。低温磁太赫兹散射型扫描近场光学显微镜(或cm THz-sSNOM)仪器由三个主要设备组成:(i)带有定制插件的5T分对磁低温恒温器,(ii)能够接受超快THz激发的定制sSNOM仪器,以及(iii)MHz重复率,用于宽带太赫兹脉冲产生和灵敏检测的飞秒激光放大器。应用cm THz sSNOM来获得超导体和拓扑半金属的原理测量证明。这些新能力为研究需要极端低温操作环境和/或在纳米空间、飞秒时间和太赫兹能量尺度上施加磁场的量子材料提供了突破。
  • 我国成功研制无液氦高磁场大口径超导磁体
    10T/100mm无液氦高磁场大口径超导磁体系统 中国科学院电工研究所研制成功具有10T高磁场、100mm孔径可以长期运行的无液氦超导磁体系统。该系统近日通过中国计量科学院的现场测试,可供长期稳定运行。 普通的高磁场超导磁体需要在液氦环境下运行,但是日益高涨的液氦价格使得磁体运行成本高昂,繁琐复杂的液氦操作也限制了超导磁体的广泛应用。研究和发展新型的超导磁体系统以消除对于液氦的依赖和节省运行成本具有重要的意义。中科院电工所王秋良研究组,长期致力于具有特种功能和结构的复杂磁场分布的高磁场超导磁体科学和技术的研究。在中科院重大仪器项目和国家自然科学基金资助下,研制成功具有10T/100mm大口径的无液氦高磁场超导磁体系统,解决了一系列关键的基础技术问题。研制成功的超导磁体可提供的最大磁场为10.3T,磁体的室温可利用孔径为100mm,运行电流为120A,超导线圈的整体温度之差小于0.1K,磁体的最低运行温度达到3.6K。超导磁体系统实现连续运行,先后提供给中国科学院理化技术研究所、西门子(中国)有限公司、天津医科大学、深圳大学、农业科学研究院等单位进行了物理和生物医学、海水淡化等方面的科学实验研究。 该项技术的发展极大降低了系统运行费用,为超导强磁场技术的应用开辟了一个新的时代,尤其对于需要长期运行的超导磁体(例如核磁共振NMR,MRI及其它科学仪器)具有重要的科学应用价值。系统的研制成功使得我国跻身于实用化超导磁体研究开发的国际先进行列。
  • 盘点2020年央企科技创新成果中的分析测试仪器
    5月30日,国务院国资委确定并发布了《中央企业科技创新成果推荐目录(2020年版)》(以下简称《目录》)。本次《目录》发布的成果涉及22项核心电子元器件、14项关键零部件、8项分析测试仪器 、10项基础软件、41项关键材料、12项先进工艺、53项高端装备和18项其他类型成果,共计178项成果,相关成果主要来自54家央企。《目录》中涉及的8项分析测试仪器成果如下,37分布式光纤传感系统航天科技分析测试仪器38全视角高精度三维测量仪航空工业集团分析测试仪器39色度亮度计兵器工业集团分析测试仪器40短波长X射线衍射仪兵器装备集团分析测试仪器414051系列信号/频谱分析仪中国电科分析测试仪器42汽车变速器齿轮试验测试装备机械总院集团分析测试仪器43电感耦合等离子体质谱仪中国钢研分析测试仪器44分布式高精度应变、温度、振动光纤传感测试仪中国信科分析测试仪器据了解,航天科技的分布式光纤传感系统是一种集光、机、电、算于一体的高性能新型传感系统,可以实现对探测目标的连续不间断测量,并形成全面的、精细的、准确的数字化描述。分布式光纤传感系统利用光纤后向散射效应与光时域反射技术,实现对应变/温度场的连续测量与定位 传感光纤既是传感介质也是传输媒介,是一宗集待测物理量感知和信号传输于一体的传感手段。传感光纤本身无源、抗干扰、耐腐蚀,是一种本征安全的材料,并且在性能指标和产品功能上均优于传统的电学传感技术。分布式光纤传感系统特别适用于易燃易爆场合;典型的应用领域包括长输油气管线的安安防监测、基础设施的结构健康监测、火灾预警、电缆效率分析、地热开采分析等。井下温度分布测量应用场景(图源 国资委)航空工业集团的这款全视角高精度三维测量仪,针对大部件变形和大空间内运动体参数实时监控的迫切需求,突破大视场、超清晰、高精度光学测量关键技术,解决测量距离大、精度要求高、测量环境复杂等技术难点,研制全视角高精度三维测量仪,填补国内空白,并在航空、航天等领域进行了应用验证。全视角高精度三维测量仪(图源 国资委)亮度色度计采用三色值过滤的测定方法,可测定亮度、色度、色温cielab、cieluv、色差等,4个量测角度可以切换。可适用于需要小范围量度角度(0.1°/0.2°)的低亮度领域的测定场合,若作远距离量测可选用延长线将主机与感应器分开进行测量。仪器附加键盘(选配)可作多种功能使用,包括输入颜色系数和亮度偏差。另外,也可在计算机中的进行数据的存储、分析、打印,在照明工程、电影和电视、建筑等领域中有较为广泛的应用。而兵器工业集团的色度亮度计可测量亮度范围为(1~3000)cd/m2,亮度测量精度为±4%,色度测量精度为(x,y)≤±0.004(10cd/m2以上,标准A光源。色度亮度计(图源 国资委)短波长X射线衍射仪是拥有自主知识产权的短波长特征X射线衍射技术产品,首先解决了我国无损测定厘米级厚度工件内部(残余)应力、织构、物相、晶界缺陷及其分布的难题,填补了国内外无损检测分析内部衍射信息的小型化仪器设备空白。该仪器利用重金属靶X射线管作为辐射源,采用光量子能量分析的无强度衰减单色化、精密测量分析等技术,最大可测厚度达40mm铝当量,晶面间距测试误差小于±0.00006nm,内部(残余)应力测试误差小于±25MPa。可应用于先进材料、先进制造和基础研究领域,如预拉伸铝板、涡轮叶片、装配件、焊接件、热处理件等控形控性的加工工艺优化和制造,以及材料/工件内部应力及其分布等的演变规律研究。短波长X射线衍射仪(图源 国资委)4051系列信号/频谱分析仪重点突破了110GHz超宽频带、大带宽、高灵敏度接收技术以及宽带信号高速处理技术,实现了最高同轴测试频率110GHz、最大分析带宽550MHz、显示平均噪声电平≤-135dBm/Hz@110GHz等核心指标,且具有全频段信号预选能力,打破了国外技术封锁,总体性能达到国际先进水平,在高精尖测量仪器方面实现了自主可控和自主保障,在航空航天、通信、雷达、频谱监测等军民领域得到广泛应用,为我国“载人航天”、“探月工程”、“北斗导航”等国家重大工程做出了重要贡献,解决了宽带卫星通信系统功放模块数字预失真测试、新型预警和跟踪雷达脉冲信号测试、超宽频带频谱测量等测试难题。4051系列信号/频谱分析仪(图源 国资委)汽车变速器齿轮试验测试装备是国家重点支持的发展专项;测试技术含量和技术水平高,创新性强,属国内首创;突破了汽车变速器传递误差测试方面的技术壁垒,解决了汽车变速器急需解决的啸叫难题;扭转了汽车变速器测试台架主要依赖进口的局面。试验台既可实现单对齿轮又可以实现变速器总成传递误差的测量,可以模拟齿轮啮合错位量工况,使得传递误差测量结果更具实际意义,可以更有效指导齿轮修形设计,达到减振降噪目的。试验台角度测量精度1ʺ,加载扭矩最大20000Nm。汽车变速器齿轮试验测试装备(图源 国资委)ICP-MS技术是将ICP的高温电离特性与四极杆质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成一种新型的最强有力的元素分析、同位素分析和形态分析技术。该技术具有检出限低、动态线性范围宽、干扰少、分析精度高、速度快、可进行多元素同时测定等优异的分析性能,已从最初在地质科学研究的应用迅速发展到环境保护、半导体、生物、医学、冶金、石油、核材料分析等领域。电感耦合等离子体质谱仪(图源 国资委)分布式高精度应变、温度、振动光纤传感测试仪主要用途是为石油天然气管线、高速铁路、高速公路、电力输送线路等大型基础设施的状态监测与安全管理提供完整先进的分布式高精度应变、温度、振动光纤传感测试仪,显著提升相关大型基础设施的运营能力、安全管理水平与应急管理能力。其基于光栅阵列的新一代光纤传感技术具有网络容量大、探测精度高、传感距离长、响应速度快、可靠性好等方面的突出优点,可实现超大容量、超长距离、超高精度的应变、温度、振动传感监测。光纤分布式温度探测器(图源 国资委)附件:中央企业科技创新成果推荐目录(2020年版).doc
  • 重大科技基础设施验收:向世界第一稳态磁场挺进
    今年2月,专家组在中国科学院强磁场科学中心完成对混合磁体工艺测试验收,这也意味着中心顺利完成国家“十一五”重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”混合磁体的各项建设任务。  从2008年5月40T稳态强磁场项目启动,到2011年7月试验磁体通电测试成功,国内首台采用铌三锡管内电缆导体的超导磁体研制完成 到2016年11月,混合磁体大口径外超导磁体研制成功,获得10特斯拉磁场,成为国际超导磁体技术发展的一个重要成功案例 再到外超导磁体和内水冷磁体成功合体,产生40特斯拉磁场强度,成为国际磁场强度第二高的稳态磁体装置——8年时间里,强磁场人完成了一个又一个跨越,但只有他们心里清楚自己经历了怎样的煎熬,收获了多少悲与喜,以后的路又在何方。  选择困难的混合磁体  混合磁体由内部水冷磁体和外部超导磁体组合而成。其中,水冷磁体必须解决材料和结构的优化选择、巨大电磁力和严峻的发热问题 超导磁体孔径巨大,导体的材料选择、结构选择和磁体生产工艺都是技术难题。  中国科学院合肥物质科学研究院院长、强磁场科学中心主任匡光力介绍道,此前,世界上没有如此大型的铌三锡超导磁体装置能够产生10特斯拉稳态磁场,也没有能产生10特斯拉稳态磁场的超导磁体装置能够达到如此大的口径。  不仅磁体本身是个挑战,与之配合的数千万瓦级的稳态直流电源系统、低温冷却系统、去离子水冷却系统等均是一个个不容置疑的难关。  比如,低温阀箱是一个集真空环境、低温液氮容器(液氮槽工作温度77K)、低温液氦容器(过冷槽工作温度4.5K)、一对16KA高温超导电流引线和13个WEKA低温阀门于一身的十分特殊的非标压力容器。“其设计历时五年,绘制图纸1170余张,在约1.5立方的狭窄空间里累计使用各种规格管材累计总长2460米,阀箱总共焊缝数量5811条。”强磁场科学中心研究员、磁体科学与技术部副主任欧阳峥嵘告诉《中国科学报》记者。  此前,国际上已有多个大型高场超导磁体因技术问题而失败,而我国在高场超导磁体技术方面原有基础薄弱。“混合磁体又是国际上追求更高稳态极端场强的首选,选择了它就注定选择与困难结缘。”强磁场科学中心研究员陈文革说。  与强磁场同喜同忧  为了安全,超导磁体组决定先研制一款磁场强度低、口径小,但选材、加工工艺完全相同的试验磁体,试验磁体在2011年7月份通电测试成功,它是国内首台采用铌三锡管内电缆导体的超导磁体。  研制人员首次获得莫大的喜悦与鼓励,坚信“国产”高场混合磁体必能成功。同时据相关人员回忆,当时的通电测试过程“无数次的测试与调整,让通电过程变得异常煎熬漫长”。  真正的混合磁体研制开始上马,股线绞缆、穿管成型、绕制、超导接头制作、热处理、绝缘处理、装配大工艺流程套着小工艺流程,任何一个环节差之毫厘、谬以千里,研制人员憋着气有条不紊地一步步往下走,在每一个大节点小节点处,结果都扣人心弦,他们像坐过山车,在喜与忧的道路上奔跑,不得停歇。  长期小心再小心的工作状态逐渐内化,陈文革的“胆子小”现在几乎是全中心尽人皆知了。  箭在弦上 不得不发  2016年底混合磁体首次调试达到工程验收指标——磁场强度达到40特斯拉,就在人们欢心鼓舞之时,却在一次上电励磁时磁体系统发生了故障。混合磁体验收在即,一层厚厚的阴霾顿时笼罩强磁场中心。那段时间人人脸上没有了笑容,紧张兮兮。  路上碰到匡光力的人感觉到他不像以前那样欢快了,事实是他怎么可能活泼高兴起来呢?他是整个工程的第一负责人,内外部的压力都向他袭来。事后用他自己的话说:“度过了一段不是人过的日子。”“莫斯科不相信眼泪”,研制人员和时间赛跑,经七十天夜以继日的追赶终使其得以恢复,顺利进入到降温阶段。  1月20日,眼见着春节到了,匡光力召集大家召开工程会议。现场气氛给人的感觉就是一次紧急军事会议。  内水冷磁体负责人高秉钧说:“组内已经开过会,春节期间三人值班。”超导电源负责人刘小宁说:“相关人员随时候命。”超导磁体组潘引年老师说:“过年是小孩子的事,老了过不过都一样。”中控组一群年轻人表示:“时刻准备,服从安排。”低温组欧阳峥嵘老师说:“箭在弦上,已经到了不得不发的状态。”  会议最后的决议是:各分系统分头做好扎实准备,多考虑相关联的系统,紧急情况下的预案要想周到,根据降温进程,大年三十上午8点准时通电测试,中午在文化走廊吃年饭。战斗的号角就这样吹响了。  大年三十因降温没有到位,混合磁体终于在大年初四通电励磁再次成功。强磁场中心微信群里一片欢腾,红包满天飞。  历经8年,混合磁体研制团队解决了诸多的结构设计和加工工艺难题以及配套的子系统研制问题。该混合磁体装置的建成将有力地支撑我国物理、材料、化学、生命科学等多学科在极端条件下的基础科学前沿探索,同时,研制混合磁体装置有效地带动了包括大型高场超导磁体技术在内的强磁场技术的发展。  人往往是这样,等成功的激动已过,欢乐渐渐减退,就开始感受到未来还有更加艰巨的任务等着。匡光力指出:“之前仅是阶段性地圆了强磁场科技人员的梦想,接下来强磁场中心将追求更高的稳态磁场,向世界第一稳态磁场挺进。”
  • 冷湖天文观测基地中红外观测系统太阳磁场光谱仪收官在即
    当前我国正在紧锣密鼓地推进冷湖天文观测基地的建设,该基地位于我国柴达木盆地西北边缘的青海省海西州茫崖市冷湖镇赛什腾山区域,平均海拔约4000米。偏僻荒凉的赛什腾山成为火热的建设工地(央广网发 王小龙 摄) 冷湖天文观测基地由多个平台组成,其中D平台用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统,为科学家对当今太阳物理前沿如太阳发电机、纤维化磁对流过程、日冕加热的研究提供测量手段。系统的核心部件——太阳磁场测量光谱仪由上海技物所研制。光谱仪光机部分光谱仪调试科研团队经过了多年的艰苦攻关,中红外观测系统的研制工作接近尾声。光谱仪在实验室环境下测试表明,性能达到任务书指标要求,后续将在冷湖太阳观测基地开展实测。该系统主要由望远镜、偏振光路和超高光谱分辨率成像型红外傅里叶变换光谱仪组成,能够测量出太阳谱线通过磁场所产生的微小裂距,从而解算出太阳磁场强度。其中,太阳磁场测量光谱仪部分具有极高的光谱分辨率(指标为0.004cm-1)和极高的空间分辨率(探测元尺寸不到1/4衍射斑),技术难度极大且为国际上首次研制。为满足项目对光谱仪性能的要求,除干涉仪主体外,科研团队还需要完成一系列分系统的研制:如高性能长波红外探测器、冷箱-杜瓦两制冷机系统以及低温光学系统等。 5年来,在所领导和各部门的支持下,研制团队群策群力,克服了种种困难。从技术方案论证,到探测器、制冷系统、杜瓦组件、光学薄膜、整机光机电技术攻关,一路走来的桩桩件件难忘而珍贵:有一年除夕夜,各部门参研人员在地下室完成后继光学集成工作;西藏那曲高原试验期间,大家在海拔4475m的高原上一边吸氧一边对仪器关键部件进行环境模拟测试;曾因一根薄膜电缆的接地造成的测试结果不佳而感到沮丧;也因一根管脚莫名导通而需打开冷箱大费周折。近两年多来,各地的疫情辗转反复,给研制任务造成了不少困扰。研制团队始终发扬坚韧不拔的精神,把疫情的影响降低到尽小。如杜瓦陶瓷基片加工,团队和总体轮番与加工单位协调进度,到货后又立即安排加班加点,第一时间完成装配!西藏那曲对关键部件进行环境模拟测试正如一名攀登者攀到每个峰顶收获的高兴和经历,是为登顶珠穆朗玛累积经验。前路漫漫,相信在大家的通力协作,专家的指导和研究所的全力支持下,团队成员能够一同拾级而上,创出辉煌!“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”项目是国家重大科研仪器研制项目,由国家天文台、上海技物所和西安光机所联合承担,获国家自然科学基金委员会资助。
  • 稳态强磁场实验装置:探索科学宝藏的“国之重器
    p   2008年5月,由中科院合肥物质院强磁场科学中心承担的稳态强磁场实验装置项目启动 2011年7月,试验磁体通电测试成功 2016年11月,混合磁体大口径外超导磁体研制成功 2017年2月,专家组对混合磁体工艺测试完成验收 2017年9月27日,“稳态强磁场实验装置”通过国家验收,验收专家组给予了很高评价,认为项目全面完成了建设目标,各项关键参数达到或超过设计指标,“技术和性能达到国际领先水平”。 /p p   九年时间里,强磁场的科研人员完成了一个又一个跨越,使我国成为国际五大稳态强磁场研究机构之一,中国的强磁场科学技术事业迈上了一个新台阶。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/869ce1bd-adaa-4e62-b5da-a9ff1c35ab0b.jpg" title=" 1_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " ①2016年底混合磁体首次调试成功。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/c43cc087-9520-4092-b997-350c4e51976e.jpg" title=" 2_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " ②安装在水冷磁体上的扫描隧道显微镜。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/db639ee9-02c5-409b-8e70-117373bf43d4.jpg" title=" 3_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " ③混合磁体。 /p p    strong “极端条件就是把不可能变成可能” /strong /p p   高秉钧是中科院强磁场科学中心首席科学家,也是“稳态强磁场实验装置”项目总工程师。他对记者说:“物质在强磁场情况下会改变它本身的电子态,从而产生新的现象。强磁场是一个极端条件,我们在设计和研制稳态强磁场实验装置过程中,常会遇到许多难以克服的困难,甚至是无路可走。我们必须坚持不懈,实现超越,把不可能变成可能。” /p p   强磁场是调控物质量子态的重要参量,在发现新现象、揭示新规律、探索新材料、催生新技术等方面具有不可替代的作用。自1913年以来,已有多项与磁场相关成果获诺贝尔奖,因此,强磁场极端条件已成为科技界公认的探索科学宝藏的“国之重器”。我国因缺乏相应的强磁场条件,屡次错失在物质科学等诸多领域开展前沿探索的机遇。 /p p   据了解,“稳态强磁场实验装置”是一个针对多学科实验研究需要的强磁场极端实验条件设施,包括十台强磁场磁体装置和六大类实验测量系统。 /p p   混合磁体由内部水冷磁体和外部超导磁体组合而成,是追求更高稳态极端场强的首选,但此前国际上已有多个失败案例,而我国在高场超导磁体技术方面的基础较为薄弱,项目所有科研人员都面临着巨大挑战。 /p p   对水冷磁体而言,必须解决材料和结构的优化选择、巨大电磁力和发热问题,与之配套的数千万瓦级的稳态直流电源系统、低温冷却系统、去离子水冷却系统等均是一个个不容置疑的难关。 /p p   谨慎起见,超导磁体组决定先研制一款磁场强度低、口径小,但选材、加工工艺完全相同的试验磁体,试验磁体在2011年7月通电测试成功。混合磁体研制真正开始之后,所有科研人员都秉持着一种谨慎严肃的工作状态,为了达到验收要求而不断努力着。 /p p    strong 国际领先水平的科学实验系统 /strong /p p   水冷磁体WM1原设计是超世界纪录的38.5T,但在磁体组装后的预测试中,科研人员却发现磁场强度比预期的要低得多,且已是板上钉钉,超纪录无望了。水冷磁体总设计高秉钧带领工作人员排查原因,最终发现绝大部分bitter片厚度不是原设计的0.27毫米,而是0.29~0.30毫米。 /p p   高秉钧说:“面对几千片bitter片,我们就用天平称重量、算体积,来实测每片的实际厚度。将实测厚度的bitter片优化配置,重新组合,使组装的磁体达到原设计的目标。”这样,WM1最终实现了38.5T的磁场强度,打破水冷磁体场强世界纪录。 /p p   2016年底混合磁体首次调试,磁场强度达到40特斯拉,符合工程验收指标。就在科研人员欢欣鼓舞之时,磁体系统却发生了故障。春节将至,项目组的人却集中在场地,不断调试设备排除故障。 /p p   大年三十上午八点,装置准时通电测试,所有人在文化走廊吃了一顿简单而又难忘的“年夜饭”。但是那天因为降温没到位,再一次失败了。项目组的科研人员在春节假期继续加班,大年初四,混合磁体终于通电励磁,再次成功。 /p p   经过多年自主创新,强磁场研制团队打破国际技术壁垒,成功克服关键材料国际限制、关键技术国内空白等重大难题,建成继美国之后世界第二台40T级混合磁体,建立了国际领先水平的科学实验系统,实现了我国稳态强磁场极端条件的重大突破。 /p p   “稳态强磁场实验装置”国家验收意见中写道:“项目提出了一种水冷磁体设计创新方案,发展了一套全程可量化检测的高精度装配工艺。建成的水冷磁体中有三台磁体的性能指标创世界纪录,其中两台保持至今 突破了800毫米室温孔径、磁场强度达10特斯拉的铌三锡超导磁体研制的技术难关,建成了40特斯拉稳态混合磁体装置,磁场强度世界第二 建成了国际首创水冷磁体扫描隧道显微镜系统、扫描隧道—磁力—原子力组合显微镜系统,以及强磁场下低温、超高压实验系统,使得我国稳态强磁场相关实验条件达到国际领先水平。” /p p    strong “边建设边开放”的管理新模式 /strong /p p   强磁场下的应用研究对于高技术产业具有很强的催生和带动作用,“强磁场效应”其实就在我们身边。 /p p   高秉钧介绍道:“大家都比较熟悉的医院的核磁共振成像、磁悬浮列车等就运用了强磁场技术。此外,强磁场在化学合成、特殊材料、生物技术、医药健康等多种新技术研发方面都有可能发挥关键作用,孕育新的发明。” /p p   据了解,强磁场有助于促进多学科交叉研究,尤其是生命科学、物理学、材料与化学、新技术之间的交叉研究。2014年,合肥物质院技术生物所吴跃进研究组和强磁场科学中心钟凯研究组合作,研究了造影剂对水稻生长的潜在影响,并用磁共振成像技术获得了造影剂在根系中的动态信息。这也是世界上首次利用造影剂研究磁共振成像技术在水稻根系无损检测中的应用,为植物根系研究提供了一种新的研究方法。 /p p   在中科院“十二五”验收中,“强磁场科学与技术”重大突破入选院“双百”优秀。2017年3月,中共中央政治局委员、国务院副总理刘延东视察装置,对团队取得的成绩给予了充分肯定。 /p p   同时,项目提出并实践了国家大科学装置“边建设边开放”管理新模式。从2010年试运行以来装置已经为包括北大、复旦、中科大、浙大、南大、中科院物理所、中科院固体物理所、上海生科院、福建物构所等在内的百余家用户单位提供了实验条件,有力支撑了强磁场下前沿研究,产出了一大批具有国际影响力的科研成果。 /p p   随着稳态强磁场装置工程建设的推进,一支能打硬仗的强磁场技术攻关队伍在锻炼中成长。稳态强磁场实验装置将成为科学研究、科技发展的创新源头,将为合肥综合性国家科学中心的建设贡献更多的科技力量。 /p
  • “稳态强磁场实验装置”通过国家验收 我国成为国际五大稳态强磁场之一
    p   2017年9月27日,国家重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”通过国家验收。中科院院长、党组书记白春礼,安徽省委副书记、省长李国英,国家发改委高技术司副巡视员白京羽出席验收会并讲话。验收会由中科院副院长王恩哥主持。 /p p   验收会上,中科院合肥物质科学研究院院长、稳态强磁场实验装置工程总经理匡光力作了项目建设总结报告。验收委员会听取了工程建设总结报告、工艺鉴定意见和工艺、建安、财务、设备、档案专业组验收意见,审核了相关文件资料,进行了实地考察。经过认真审议和充分讨论,认为项目建设单位根据批复要求高质量地完成了稳态强磁场实验装置建设任务,建成了磁体技术和综合性能国际领先的稳态强磁场实验装置。一致同意该项目通过国家验收,并投入正式运行。 /p p   白春礼代表中科院对稳态强磁场实验装置顺利通过国家验收表示祝贺。白春礼指出,建设合肥综合性国家科学中心,是贯彻落实以习近平同志为核心的党中央关于建设具有全球影响力科技创新中心和综合性国家科学中心重大决策的重要举措。建设一批世界一流的重大科技基础设施集群是综合性国家科学中心建设的重要内容。稳态强磁场实验装置的建成使用将进一步凸显合肥在国家重大基础设施建设布局中的突出地位,也必将在合肥综合性国家科学中心的建设中发挥重要作用。 /p p   白春礼表示,安徽省委省政府和合肥市委市政府高度重视稳态强磁场实验装置建设,在用地、经费等方面给予了稳态强磁场实验装置建设有力的支持,为装置顺利建成投入运行提供了坚实的物质保障。中科院将根据合肥综合性国家科学中心总体布局,整合相关优势资源力量,为实验装置建设发展提供良好的基础保障。白春礼希望,要加强装置的运维管理,推动重大科技成果产出 要不断加强设施开放力度,充分发挥装置的公益性作用 要以装置为依托,不断培养和积聚高水平人才队伍 要积极创新体制机制,为综合性国家科学中心建设积累经验。 /p p   李国英为验收会致辞。他说,稳态强磁场实验装置是具有国际先进水平的大型科学实验装置,也是合肥综合性国家科学中心建设的标志性科研科技基础设施,对于支撑交叉前沿领域源头创新,抢占未来发展制高点具有重大意义。他对科研人员的挑战极限、刻苦攻关的精神表示高度赞扬。他表示,安徽及合肥市是稳态强磁场实验装置的驻在地,对于装置的建设和运行都肩负重大责任。安徽一定量身定制支持政策,继续提供坚强保障,营造良好科研环境,让科学家们安心研究、愉快创新。 /p p   安徽省委常委、常务副省长邓向阳,省委常委、合肥市委书记宋国权,以及国家发改委、中科院、安徽省等相关部门领导和专家八十余人参加了验收会。 /p p   稳态强磁场实验装置研制团队经过多年自主创新,打破国际技术壁垒,成功克服关键材料国际限制、关键技术国内空白等重大难题,建成继美国之后世界第二台40T级混合磁体,建成三台场强创世界纪录的水冷磁体,首创SMA组合显微系统,建立了国际领先水平的科学实验系统,实现了我国稳态强磁场极端条件的重大突破。 /p p   同时,稳态强磁场实验装置提出并实践了国家大科学装置“边建设边开放”管理新模式,在辐射带动发展、集聚高水平创新创业人才等方面也取得了显著成绩。截至2016年底,强磁场装置已累计运行271141机时、完成用户实验课题数1499个。 /p p   稳态强磁场装置的建设过程得到了发改委和科技部的大力支持。它的建成,标志着我国已成为国际五大稳态强磁场之一,极大地带动了我国物理、材料、化学、生命科学等诸多学科在强磁场等综合极端条件下的前沿探索。 /p p /p
  • 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。
  • 多款仪器揭示月球磁场等属性
    据英国《自然》杂志网站近日报道,韩国首个月球探测器“达努里”(Danuri)将于当地时间8月2日在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空间站,搭载美国太空探索技术公司(SpaceX)公司的“猎鹰9”号火箭升空,计划于12月中旬到达目的地,并在轨运行一年,以探索包括磁场在内的月球多方面的特征。 “达努里”被韩国官方称为“韩国探路者月球轨道器”,历时6年建造完成,耗资2370亿韩元(1.8亿美元),研究人员希望它能揭示月球各方面,从古老的磁场到洒落在其表面的尘埃,还希望其能在月球极地附近永久寒冷黑暗的地区找到隐藏的水源和冰,为韩国到2030年实现更宏伟的登月计划铺平道路。 “达努里”将于8月2日升空,发射后一小时内,这个678公斤重的航天器将与火箭分离,韩国航空航天研究所(KARI)将展开航天器的太阳能电池板并部署天线。 “达努里”将携带5种科学仪器,最令人兴奋的是“偏振相机”(PolCam),它将是月球轨道上第一台使用偏振光绘制月球表面纹理的相机。通过捕捉从月球表面反射的光,PolCam将能够揭示月球表面上灰尘和岩石颗粒的大小和密度等特征,有助于研究人员研究不寻常物体,如月球上的微小多孔尘埃塔等,这些结构无法在地球上复制。 美国国家航空航天局(NASA)提供的“阴影相机”(ShadowCam)将拍摄月球上永久阴影区域的图像,了解这些地区的地形,并确定可能是冰沉积的较亮地区,将能为未来的着陆任务提供更多信息,以更好地揭示这一地区的历史。 月球表面显示出高磁性区域,这表明在过去数亿年里,月球内核产生了一个几乎与地球磁场一样强大的磁场。但与地球相比,月球内核要小得多,且与表面的距离也要远得多,为什么月球的内核能产生这么大的磁场?“达努里”上的磁力计(KMAG)收集的数据或能提供答案。 “达努里”探测器将使用多种科学仪器探测月球的磁场等性质。图片来源:NASA官网
  • 电工研究所研制出27.2T世界第二高磁场超导磁体
    p   近日,中国科学院电工研究所超导磁体及强磁场应用研究部王秋良团队采用自主研发的高温内插磁体技术研制的超导磁体产生了27.2T的中心磁场,这是由全超导磁体产生的世界第二高磁场。第一高磁场由日本理化技术研究所于2016年1月创造,测试结果为27.6T。 /p p   与其它高温超导带材制作的内插超导磁体相比,REBCO超导体因其抗拉伸强度高和高磁场下优异的载流特性,使得它适宜于绕制极高场超导磁体,但ReBCO带材的结构是层状的,在极高场条件下由于应力集中可能会出现分层的现象,导致磁体损伤,不能稳定运行。 /p p   王秋良团队致力于研究极高场内插磁体技术研究。针对ReBCO极高场内插磁体的应力集中问题,相继采用特制的绑扎装置对磁体外层导线予以保护,调整内插磁体线圈的分层结构降低REBCO导线上的应力水平,并利用分级设计的方式提高内插磁体的安全裕度等技术方式,使内插磁体的运行裕度得以大幅提高。自2017年5月11日获得25.7T全超导磁体,使我国成为世界上第四个实现25T以上全超导磁体技术的国家后,此次研制的高磁场超导磁体经液氦条件测试,内插线圈运行电流达到169.2A时,在15T的超导背场中产生了12.2T的中心磁场,实现了27.2T全超导磁体的稳定运行。这也是目前超导磁体稳定运行的最高磁场。 /p p   27.2T极高场全超导磁场的实现,标志着我国高场内插磁体技术已处于世界一流水平,为后续研制30T高场科学装置和GHz级别的谱仪磁体奠定了基础。 /p p   此项目获得了中科院前沿科学重点研究项目“极端物理条件的超导强磁装备的基础研究”,以及国家自然科学基金面上项目“高磁场内插多场耦合与临界参量退化机理研究”和“极高场无绝缘内插REBCO线圈失超后性能退化及应力集中问题研究”的资助。 /p
  • 低温、磁场集一身,光、电测量总相宜——两月两篇顶刊,超精准全开放强磁场低温光学研究平台再露锋芒
    一、单层激子缘体的证据(Nature Physics)众所周知拓扑性和关联性之间的相互作用可以产生各种各样的量子相,其中许多原理仍有待探索。近的进展表明,单分子层WTe2在不同量子相之间具有高度的可调性,这一特点表明WTe2是一种很有前途的材料。这种二维晶体的基态可以通过静电调谐从量子自旋霍尔缘态转化为超导态。然而,关于量子自旋霍尔缘态的带隙打开机制仍不明确。近日,美国普林斯顿大学Ali Yazdani和 Sanfeng Wu(共同通讯作者)等报道了量子自旋霍尔缘体也是激子缘体的证据,它是由电子空穴束缚态(即激子)的自发形成引起的。文章于2021年12月发表于Nature Physics。原文图2,单层WTe2中电荷中性的缘状态相关测量 文章中作者通过巧妙的实验设计,结合电输运测量和隧穿谱测量,揭示了在样品电荷中性点存在一种本征缘状态,并证实了这种电荷中性缘态的相关性质。作者提供的证据证明样品不是能带缘体或局域缘体,并支持了在激子缘体相的存在。这些观测结果为理解具有非平凡拓扑的相关缘体奠定了基础,并确定了单层WTe2是基态激子量子相材料,为以后的应用提供了广阔的前景。原文图4,隧穿光谱揭示的关联特征和金属-缘体跃迁在本工作中作者使用Quantum Design生产的完全无液氦综合物性测量系统PPMS DynaCool 和超全开放强磁场低温光学研究平台-OptiCool进行了电运输和vdW隧穿的相关测量。OptiCool在2018年面世以来作为新型的强磁场低温光学研究平台受到了很多好评,并获得了当年的R&D100大奖。OptiCool的多种电学通道非常方便用户进行电学测量和栅压调控实验。OptiCool样品台直流通道(左)与腔体直流接口(右)OptiCool样品台交流通道(左)与腔体交流接口(右) 二、扭曲二维材料磁性体系中的磁畴和莫尔磁性的直接可视化(Science)扭曲非磁性二维材料形成的莫尔超晶格是研究奇异相关态和拓扑态的高度可调控系统。近些年来在旋转石墨烯等多种二维材料中都观察到了很多奇异的性质。在该工作中,来自华盛顿大学的徐晓栋教授课题组报道了在小角度扭曲的二维CrI3中出现的磁性纹理。原文图1,层堆叠依赖的磁性和扭曲双层CrI3的磁光测量作者利用基于NV色心的量子磁强计直接可视化测量了纳米尺度的磁畴和周期图案,这是莫尔磁性的典型特征。该篇文章中利用MOKE和RMCD对样品的磁性进行了精细的测量。研究表明,在扭曲的双分子层CrI3中反铁磁(AFM)和铁磁(FM)域共存,具有类似无序的空间模式。在扭曲三层CrI3中具有周期性图案的AFM和FM畴,这与计算得到的CrI3 莫尔超晶格中层间交换相互作用产生的空间磁结构相一致。该工作的研究结果表明莫尔磁性超晶格可以作为探索纳米磁性的研究平台。原文图3,双三层扭曲CrI3的磁光和NV磁强计扫描测量图该研究工作中对扭曲CrI3的MOKE和RMCD测量中使用了基于OptiCool系统的低温磁光测量系统。OptiCool具有多个窗口,超低震动,1.7K-350K超大控温区间等诸多优点可以满足各种高精度的低温强磁场光学测量。为了进一步满足用户的大数值孔径测量需求,OptiCool先后开发出了近工作距离窗口和集成物镜方案,可以满足各种用户的需求。OptiCool近工作距离窗口(左)与外部物镜(右)安装示意图内部集成室温物镜(左)与集成低温物镜(右)定制化方案示意图 三、OptiCool设备简介OptiCool是Quantum Design于2018年2月新推出的超全开放强磁场低温光学研究平台,创新特的设计方案确保样品可以处于光路的关键位置。系统拥有3.8英寸超大样品腔、双锥型劈裂磁体,可在超大空间为您提供高达±7T的磁场。多达7个侧面窗口、1个部超大窗口方便光线由各个方向引入样品腔,高度集成式的设计让您的样品在拥有低温磁场的同时摆脱大型低温系统的各种束缚。OptiCool是全干式系统,启动和运行只需少量氦气。全自动软件控制实现一键变温、一键变场、部窗口90°光路张角让测量更便捷;控温技术让控温更智能;新型磁体结合了超大均匀区与超大数值孔径。OptiCool让低温光学实验无限可能。OptiCool技术特点:☛ 全干式系统:完全无液氦系统,脉管制冷机。☛ 8个光学窗口:7个侧面窗口,1个部窗口;可升底部窗口☛ 超大磁场:±7T☛ 超低震动:10 nm 峰-峰值☛ 超大空间:Φ89 mm×84 mm☛ 控温:1.7K~350K全温区控温☛ 新型磁体:同时满足超大磁场均匀区、大数值孔径的要求。☛ 近工作距离:可选3 mm工作距离窗口或集成镜头方案 【参考文献】1、Jia et al., Nat. Phys (2021) https://doi.org/10.1038/s41567-021-01422-w2、Song et al., Science 374, 1140–1144 (2021) 26 November 2021
  • 国际首创!交流电磁场检测技术获得国家批复
    2023年5月25日,薄壁不锈钢焊缝(壁厚≤3.5mm)全壁厚穿透交流电磁场检测技术在某工程的应用申请获得了国家监管单位的正式批复,标志着中国核电工程有限公司牵头研发、国际首创的数字化无损检测技术取得重要突破。交流电磁场检测(Alternating current field measurement,简称ACFM)是一种新型表面和近表面的电磁无损检测技术,原理是激励线圈在工件中感应出均变电流,感应电流在焊接缺陷和腐蚀等位置产生扰动,利用传感器测量电场扰动引起的空间磁场畸变信号,从而实现缺陷的检测与评估。为解决工程射线检测数量多、需占用专门时间和空间窗口、辐射安全风险大的问题,中国核电工程有限公司依托自主科研,联合中国核工业二三建设有限公司、中国石油大学(华东)开展深度设计施工融合,从2021年4月起,项目团队相继实现了高灵敏度隧道磁阻检测探头、微缺陷梯度算法识别等软硬件关键技术突破,完成了检测系统集成、仿真和工艺研究、缺陷检出率分析、模拟验证和现场验证,形成了系列自主知识产权,并在积极布局海外专利、行业及国家标准。在研发的过程中,中国核电工程有限公司牵头组织了十余次的专项汇报和权威专家评审,来自中国特种设备检测研究院、中国核工业集团有限公司科技委、中国核动力研究设计院、中核武汉核电运行技术股份有限公司、国核电站运行服务技术有限公司、中广核检测技术有限公司、中核建中核燃料元件有限公司、哈尔滨焊接研究所、南昌航空大学等单位的国内行业权威专家多次对项目给予指导和建议。在工程推广的过程中,公司也组织了ACFM技术有效性第三方评估和ACFM人员专项培训和取证,监管部门和业主单位给予了大力支持。在工程实际中,中国核电工程有限公司与中核二三组织进行了近4000道焊口的局部试应用。从应用情况看,研发的ACFM技术具有不低于射线检测的检出能力,效率是RT的3倍以上、人力成本可降低70%以上,并可实现同步施工、无辐射安全风险,该良好反馈为ACFM最终全面落地打通了最后“一公里”。薄壁不锈钢焊缝全壁厚穿透交流电磁场检测技术获得国家监管单位批准,将极大推动此项技术的应用,有力地保证工程建设周期,并有可能带来核工程薄壁结构无损检测领域的一场变革。
  • 喜讯“磁场生化技术及仪器设备”项目通过鉴定
    2022年7月17日,中国仪器仪表学会组织由清华大学王雪教授、中国计量大学李东升教授、中国科学院大连化学物理研究所耿旭辉教授、南京理工大学卞雷祥教授、北京信息科技大学祝连庆教授、宁波大学闻路红教授、渤海大学刘贺教授等多位行业专家组成的鉴定委员会,主持召开了由江南大学和我司完成的“磁场生化技术及仪器设备”科技成果的鉴定会(视频会议)。经质询和答疑,鉴定委员会一致认为该项目技术综合性能达到国际先进水平,其中在磁场与标量物理场相结合的生物协同效应强化生化效果方面达到了国际领先水平。鉴定委员会一致同意“磁场生化技术及仪器设备” 项目通过鉴定。
  • 我国自主研制地球磁场传感器已达世界领先水平
    中科院电子所第十研究室(中科院电磁辐射与探测技术重点实验室)面向国家“立足国内,找矿增储”等重大战略需求,在中科院知识创新工程、SinoProbe计划等项目经费支持下,经过近3年的技术攻关,突破了制约我国地球物理电磁勘探仪器装备研发的核心技术——磁场传感器(磁棒)技术,研制出可应用于大地电磁法(MT)、可控源音频大地电磁法(CSAMT)、海洋可控源大地电磁法(CSEM)、瞬变电磁法(TEM)、地球物理电磁测井等方法的磁场传感器,最低工作频率可到0.0001Hz(10000s),噪声水平达到皮特斯拉(pT)或飞特斯拉(fT),各项指标已迈入世界先进行列。   小批量生产的CAS系列磁棒陆续经多个地球物理勘探部门一年多不同季节、不同地区的野外工程应用和测试对比表明,电子所研制的频率域和时间域磁棒与国外同类磁棒的先进技术水平相当,部分指标略高于国外产品 同时,与国外同类磁棒相比,CAS系列磁棒的重量和功耗均具有十分明显的优势。CAS系列磁棒的研制成功,为我国研发具有自主知识产权的地球物理电法勘探仪器装备奠定了坚实的技术基础。   此外,CAS系列磁场传感器在海洋探测与监测,尤其在海底科学观测网建设、海底资源勘探等领域还具有广阔的应用前景。
  • 又发Nature!强磁场低温光学平台,高水平期刊收割神器
    范德瓦尔斯异质结构中的莫尔超晶格现已成为研究量子现象的有力工具和载体。该领域的研究也成为目前国际上的热门研究方向之一。近期,加利福尼亚大学伯克利分校(University of California, Berkeley)王枫团队利用超精准强磁场低温光学系统-OptiCool搭建了精密的低温光学测量系统,对范德瓦尔斯异质中的激子相关特性进行了系统研究并取得重要成果。相关成果在今年8月分别发表于Nature Physics[1]和Nature[2]上。单层WSe2和莫尔WS2/WSe2异质结中的关联层间激子绝缘体该篇工作对由超薄hBN分隔的WSe2单层和WS2/WSe2莫尔双层组成的双层异质结中相关层间激子绝缘体进行了观察研究。研究发现当空穴的密度为每个莫尔晶格位置一个时,莫尔WS2/WSe2双层具有莫特绝缘体状态。当电子被添加到WS2/WSe2莫尔双层中的Mott绝缘体中并且相同数量的空穴被注入到WSe2单层中时,会出现一个新的层间激子绝缘体,其中WSe2单层中的空穴和掺杂莫特绝缘体中的电子通过层间库仑相互作用结合在一起。层间激子绝缘体在WSe2单层中空穴达到临界密度前是稳定的,当空穴数量超过临界密度时,层间激子就会解离。本文的研究表明了由于莫尔平带和较强层间电子相互作用之间的相互影响,在双层莫尔系统中实现量子相的可能性。由WS2/WSe2 莫尔双分子层和WSe2单分子层组成的双层异质结示意图双层的相关绝缘状态范德华超晶格中层内电荷转移激子人们发现过渡金属硫化物双层异质结形成的莫尔图案是用于研究非同寻常的关联电子相、新型磁学及有关的激子物理学现象的平台。目前人们虽然通过光学表征方法发现了新型莫尔激子态,但是对这种莫尔激子态的微观性质并不清楚,更多的依靠经验性的拟合模型。有鉴于此,加州大学伯克利分校王枫研究团队和Steven G. Louie研究团队通过大尺度第一性原理GW、Bethe -Salpeter计算并结合显微反射光谱,确定了WSe2/WS2莫尔超晶格中激子共振的性质,发现一系列通过常规模型无法发现的莫尔激子。计算结果给出了不同特征的莫尔激子,包括可调控的Wannier激子和以往未曾发现的层内电荷转移激子。作者通过莫尔激子不同共振形成的载流子密度和磁场响应变化的特点,证实了这些激子的存在。这项研究展示了过渡金属硫化物的莫尔超晶格能够形成非平凡的激子态,提出了通过设计特定空间特征的激发态来调节莫尔体系中的多体物理的新方法。莫尔超晶格的重建旋转排列的WSe2/WS2层内激子的光谱和性质以上两个重要的科研工作中光学相关的测量是基于作者在超精准全开放强磁场低温光学研究平台-OptiCool 系统上搭建的光谱学测量系统完成的。高质量的实验数据反映出了测试系统具有杰出的灵敏度和稳定性。超精准全开放强磁场低温光学研究平台-OptiCoolOptiCool是Quantum Design于2018年2月推出的超精准全开放强磁场低温光学研究平台。系统拥有3.8英寸超大样品腔、双锥型劈裂磁体,可在超大空间为您提供高达±7T的磁场。多达7个侧面窗口、1个顶部超大窗口方便光线由各个方向引入样品腔,高度集成式的设计让您的样品在拥有低温磁场的同时摆脱大型低温系统的各种束缚。近期OptiCool又增加了新的选件,使得OptiCool的功能进一步增加,可以方便的应用于高压光谱和THz研究。OptiCool技术特点:▪ 全干式系统:完全无液氦系统,脉管制冷机。▪ 8个光学窗口:7个侧面窗口,1个顶部窗口▪ 超大磁场:±7T▪ 超低震动:▪ 新型磁体:同时满足超大磁场均匀区、大数值孔径的要求▪ 近工作距离选件:可选3 mm工作距离窗口,增透膜可选New▪ ZnSe窗口可用于THz研究New▪ 气路选件:系统可以集成气路,便于使用气膜高压腔进行高压光学测量New▪ 集成物镜:集成真空物镜、低温物镜、用户自定义物镜New▪ 控制柜电隔离:为确保微弱信号样品的电学测量,避免信号微扰的可能性New▪ 样品移动:可集成低温位移器New▪ 光纤选件:系统可集成光纤通道New▪ 底部窗口选件:可实现样品腔底部窗口,方面进行纵向的透射光学实验New参考文献:[1]. Zhang, Z., Regan, E.C., Wang, D. et al. Correlated interlayer exciton insulator in heterostructures of monolayer WSe2 and moiré WS2/WSe2. Nat. Phys. (2022). https://doi.org/10.1038/s41567-022-01702-z[2]. Naik, M.H., Regan, E.C., Zhang, Z. et al. Intralayer charge-transfer moiré excitons in van der Waals superlattices. Nature 609, 52–57 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04991-9相关产品:1、超精准全开放强磁场低温光学研究平台-OptiCool
  • 《焦点访谈》:国家重大科技基础设施稳态强磁场实验装置顺利验收,综合极端条件实验装置启动建设
    近期,重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”在合肥通过验收,使我国成为继美国、法国、荷兰、日本之后五个拥有稳态强磁场的。而在北京怀柔,另一个大科学装置——“综合端条件实验装置”也启动建设。听起来,“稳态强磁场”“综合端条件”都很陌生,它们都属于重大科技基础设施。为什么要建这样的设施,对于科学研究来说,这两个大装置有着什么样的重要意义呢? 稳态强磁场实验装置 磁现象是物质的基本现象之一。科学研究早已证实,当物质处在磁场中,其内部结构可能发生改变,磁场因而一直是研究物理等诸多学科的一种非常有用的工具。物质结构和状态在强磁场环境下都可能发生变化,呈现出多样的物理、化学现象和效应。磁场强度越高,物质的变化就越为明显,也就越有利于新的科学发现,就像显微镜放大10000倍比放大10倍能告诉研究人员更多一样。但是,磁场强度的提高,每一步都走得很艰难。强磁场中心的“稳态强磁场实验装置”达到了40万高斯的磁场强度,这是二十几年来,上几个有实力的都在尝试的目标。中国科学院强磁场科学中心(图中设备为磁性测量设备mpms,图片来源于网络)混合磁体装置(已产生稳态磁场强度达40t、二高场强,图片来源于网络) 强磁场是现代科学实验重要的端条件之一。在强磁场这种端条件下,物质的特性可以被调控,这就给科学家提供了研究新现象、发现新技术的机遇。因此场也被称为诺贝尔奖的摇篮,包括1985年和1998年诺贝尔物理奖的整数和分数量子霍尔效应、2003年获得诺贝尔奖的核磁共振成像技术。从生命科学到医疗技术,从化学合成到功能材料̷̷在各个科学领域,强磁场都是科学家们渴求的研究环境。 ”稳态强磁场实验装置”运行期间,为清华、北大、复旦、中科大等106家用户单位的1500余项课题提供了实验条件,产出了一大批具有国际影响力的科研成果。综合端条件实验装置 任何物质都是在一定的物理条件下形成的,通过使物理实验条件达到端状态,可以形成许多在常规物理条件下不能得到的新物质和新物态。综合端条件实验装置是指综合集低温、超高压、强磁场和超快光场等端条件为一体的用户装置。就在“稳态强磁场实验装置”通过验收的二天,我国在北京市怀柔科学城启动建设“综合端条件实验装置”,比“稳态强磁场实验装置”更进一步。 综合端条件实验装置启动(图片来源于网络) 项目席科学家、中科院物理研究所研究员吕力(quantum design 公司产品用户)说:“比如低温可以抑制物质中电子、原子的无规运动;强磁场作为可以调控的热力学参量,能够改变物质的内部能量;超高压可以有效缩短物质的原子间距,增加相邻电子轨道的重叠,从而改变物质的晶体结构,以及原子间的相互作用,形成全新的物质状态;超快激光则具有无与伦比的超快时间特性,快速变化的光场是人们能够操作并且控制的快物理量。” 综合端条件实验装置建成之后,将是国际上集低温、超高压、强磁场和超快光场等端条件为一体的用户装置,在非常规超导、拓扑物态、量子材料与器件等领域,提供实验手段的支撑,进而为相关材料的人工设计与制备,以及诸多科学难题的破解提供前所未有的机遇。 稳态强磁场实验装置、综合端条件实验装置等的重大科技基础设施,是科学家们进行科学研究的重要平台,也是提升科研水平的利器。它们的建成,既是我国科研人员创新进取的成果,也将以巨大的磁力,吸引更多人才从事相关领域的研究,推动我国基础领域的科学研究进一步走向前沿。文章原文部分摘自:cctv焦点访谈、人民网 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
  • 1000万!上海交通大学X射线光电子能谱仪和兰州大学强磁场环境低温系统采购项目
    一、项目一(一)项目基本情况项目编号:LZU-2024-141-HW-GK项目名称:兰州大学强磁场环境低温系统采购项目预算金额:500.000000 万元(人民币)最高限价(如有):500.000000 万元(人民币)采购需求:详见采购文件第四章 采购项目需求序号标的名称品目编码所属行业计量单位数量是否进口采购预算(万元)1液氦测试杜瓦A02050999制造业套1否5002▲氦气液化设备A02052204制造业套1否3氦气纯化设备A02052201制造业套1否4氦气回收设备A02360700制造业套1否5制冷机A02052301制造业台7否6氦气压缩机A02052199制造业台7否合同履行期限:合同生效后180个日历日内供货。本项目( 不接受 )联合体投标。(二)获取招标文件时间:2024年07月22日 至 2024年07月29日,每天上午00:00至12:00,下午12:00至00:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:甘肃省公共资源交易网(https://ggzyjy.gansu.gov.cn)在线免费获得。方式:社会公众可通过甘肃省公共资源交易网免费下载或查阅招标文件。拟参与甘肃省公共资源交易活动的潜在投标人需先在甘肃省公共资源交易网上注册,获取“用户名+密码+验证码”,以软认证方式登录;也可以用数字证书(CA)方式登录。这两种方式均可进行“我要投标”等后续工作。售价:¥0.0 元,本公告包含的招标文件售价总和(三)对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:兰州大学     地址:甘肃省兰州市天水南路222号        联系方式:杨老师 刘老师 0931-8912932      2.采购代理机构信息名 称:兰州西部投资咨询有限公司            地 址:甘肃省兰州市城关区庆阳路350号第2单元26层001室            联系方式:赵炜 罗春林 13919187976 18109463645 1099404655@qq.com            3.项目联系方式项目联系人:胡老师电 话:  18509316719二、项目二(一)项目基本情况项目编号:0834-2441SH24A295项目名称:上海交通大学X射线光电子能谱仪预算金额:500.000000 万元(人民币)最高限价(如有):500.000000 万元(人民币)采购需求:序号货物名称数量简要技术规格交货期交货地点1X射线光电子能谱仪1台2.2 样品从进样室导入分析室的时间≤5min。分析腔室最佳真空度≤9.0×10-8 Pa。 (详见第八章 技术规格)签订合同后6个月内关境外货物:CIP上海交通大学指定地点关境内货物:上海交通大学指定地点注:本次招标采购的设备已完成进口产品论证备案。合同履行期限:签订合同后6个月内本项目( 不接受 )联合体投标。(二)获取招标文件时间:2024年07月19日 至 2024年07月26日,每天上午9:30至11:30,下午13:00至16:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:上海市共和新路1301号D座二楼方式:详见其他补充事宜售价:¥500.0 元,本公告包含的招标文件售价总和(三)对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:上海交通大学     地址:上海市东川路800号        联系方式:吴老师 86-21-54747300,技术联系人:艾老师 86-15000906580      2.采购代理机构信息名 称:上海中招招标有限公司            地 址:上海市共和新路1301号D座二楼            联系方式:林佳文、吴乾清 电话:86-21-66271932、86-21-66272327,13764352603@163.com、18930181850@163.com            3.项目联系方式项目联系人:林佳文、吴乾清电 话:  86-21-66271932、86-21-66272327
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