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磁光克尔效应测量系统

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磁光克尔效应测量系统相关的论坛

  • 迈克尔逊激光干涉仪微位移和倾角测量中的真空度精密控制技术

    迈克尔逊激光干涉仪微位移和倾角测量中的真空度精密控制技术

    [color=#990000]摘要:在迈克尔逊激光干涉仪微位移和倾角的精密测量中,需要对真空度进行准确控制,否则会因变形、折射率和温度等因素的影响带来巨大波动,甚至会造成测量无法进行。本文介绍了真空度的自动化控制技术,详细介绍了具体实施方案。[/color][size=18px][color=#990000]一、问题的提示[/color][/size] 作为一种高精密光学仪器,迈克尔逊激光干涉仪得到了非常广阔应用,它可用于测量波长、气体或液体折射率、厚度、位移和倾角,具备对长度、速度、角度、平面度、直线度和垂直度等的高精密测量。但在高精密测量中,迈克尔逊干涉仪会受到气氛环境的严重影响,为此一般将被测物放置在低压真空环境中,如图1所示,并对真空度进行精密控制,否则会带来以下问题:[align=center][color=#990000][img=激光干涉仪真空度控制,500,315]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201270813137507_5730_3384_3.jpg!w690x435.jpg[/img][/color][/align][color=#990000][/color][align=center]图1 迈克尔逊激光干涉仪典型测试系统结构[/align] (1)测试环境的气体折射率波动,会对高精密测量带来严重影响。如果采用专门的气体折射率修正装置,测量精度也只能达到微米或亚微米量级,而无法实现更高精度的测量。 (2)如果真空腔室内有温度变化,腔室内的气压也会剧烈变化,相应折射率也会发生剧烈波动而严重影响干涉仪测量。 (3)在抽真空过程中,内外压差会造成真空腔室的微小变形,同时也会造成光学窗口产生位移和倾斜,从而改变测量光路的光程。 (4)在有些变温要求的测试领域,要求被测物能尽快的被加热和温度均匀,这就要求将真空度控制在一定水平,如100Pa左右,由此来保留对流和热导热传递能力。 总之,在迈克尔逊激光干涉仪微位移和倾角的精密测量中,需要对真空度进行准确控制。本文将介绍真空度的自动化控制技术以及具体实施方案。[size=18px][color=#990000]二、实施方案[/color][/size] 迈克尔逊激光干涉仪测试过程中,真空度一般恒定控制在100kPa左右,并不随温度发生改变。为此,拟采用如图2所示的真空度控制系统进行实施,具体内容如下:[align=center][color=#990000][img=激光干涉仪真空度控制,690,411]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201270813484950_7314_3384_3.jpg!w690x411.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 迈克尔逊激光干涉仪测试真空度控制系统结构[/color][/align] (1)采用1torr量程的电容真空计进行真空度测量,其精度可达±0.2%。 (2)采用24位A/D采集的高精度PID真空压力控制器,以匹配高精度真空压力传感器的测量精度,并保证控制精度。 (3)在真空腔室的进气口安装步进电机比例阀以精密调节进气流量。 (4)控制过程中,真空泵开启后全速抽取并保持抽速不变。然后对控制器进行PID参数自整定,使控制器自动调节比例阀的微小开度变化实现腔室真空度的精确控制。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

  • 超快普克尔斯盒介绍以及用途

    1111型[b]超快普克尔斯盒[/b]和1112型[b]超快电光调制器[/b]是目前全球转换最快的美国lasermetrics公司[b]超快电光Q开关[/b],上升沿时间可达40皮秒,非常适合[b]超快激光脉冲斩波和超快激光脉冲拾取[/b],锁模激光器脉冲中[b]拾取皮秒脉冲[/b]或[b]拾取飞秒激光脉冲[/b].[url=http://www.felles.cn/keerhe/chaokuai.html][img=超快普克尔盒]http://www.felles.cn/Upload/chaokuai.jpg[/img][/url]其中1111KD*P普克尔斯盒使用一块晶体, 上升时间为40皮秒,光程15mm,而1112KD*P型具有两块晶体,上升时间为85皮秒[i].[/i],光程是22mm, 这样就最大程度地减小时间色散.这两款超快普克尔盒,超快电光Q开关同样使用最优质的KD*P晶体制造而成, 晶体安装在配备熔炉石英窗口的密闭铝制外壳里, 也可使用折射率匹配的液体以减少内部光学界面的反射.[b]超快普克尔斯盒超快电光Q开关[/b]产品参数:型号:FP-1111-KD*P材料:KD*P晶体晶体个数:1光程:15mm净孔径:2.5mm半波电压: 约6.5KV@1064nm反射系数 tr=140ps: 5%上升时间:50ps终端阻抗: 50欧姆阻抗 使用1米长50欧姆阻抗的线连接到调制器上尺寸:光束方向 83W x 48H x 50.8 L mm重量:312g型号:FP-1112-KD*P材料:KD*P晶体晶体个数:2光程:22mm净孔径:2.5mm半波电压: 约3.3KV@1064nm反射系数 tr=140ps: 5%上升时间:100ps终端阻抗: 50欧姆阻抗 使用1米长50欧姆阻抗的线连接到调制器上尺寸:光束方向 83W x 48H x 50.8 L mm重量:312g[b]超快普克尔盒,[/b]超快电光调制器,超快电光Q开关由[url=http://www.felles.cn/][b]孚光精仪[/b][/url]进口销售,[url=http://www.felles.cn/][b]孚光精仪[/b][/url]是中国领先的进口(光学)精密仪器旗舰型服务商!精通光学,服务科学,先后为北京大学,中科院上海光机所,哈尔滨工业大学,中国工程物理研究院,山东大学等单位提供这种优质进口的[b]:[/b]超快普克尔盒,超快电光调制器,超快电光Q开关[b]。更多型号:http://www.felles.cn/keerhe.html[/b]

  • 多巴胺与甲叉双丙烯酰胺迈克尔加成反应红外光谱分析

    [color=#444444]PDA与MBA的迈克尔加成反应,红外光谱测定后,怎么分析PDA加成到MBA上啊,MBA与新形成的混合物都有碳氮键,这样的话是不是没法用红外分析啊?求大神指点[/color][color=#444444][img]http://muchongimg.xmcimg.com/oss2/img/2019/0113/w133h4465285_1547370449_377.png[/img][/color][color=#444444][img]http://muchongimg.xmcimg.com/oss2/img/2019/0113/w75h4465285_1547370450_451.png[/img][/color][color=#444444][img]http://muchongimg.xmcimg.com/oss2/img/2019/0113/w133h4465285_1547370450_190.png[/img][/color][color=#444444][img]http://muchongimg.xmcimg.com/oss2/img/2019/0113/w133h4465285_1547370450_994.png[/img][/color][color=#444444][img]http://muchongimg.xmcimg.com/oss2/img/2019/0113/w133h4465285_1547370450_229.png[/img][/color]

  • 【求助】有没有使用德克尔氮氢空发生器的大虾

    在下正在使用杭州德克尔DQK-500氮氢空发生器一体机,可是空气发生器突然压力变的比以前大了,而且自动排水口会不停的拍水,有时排出来的是黄色的液体,还带有油烟味。哪位大虾知道原因啊?有没有德克尔维修点的联系方式啊,或者售后服务电话?

  • 【原创大赛】2016国产磁测量好仪器系列之四:磁电输运性质测量系统ET-9000系列

    【原创大赛】2016国产磁测量好仪器系列之四:磁电输运性质测量系统ET-9000系列

    2016国产磁测量好仪器系列之四:磁电输运测量系统ET-9000原创:刘小军、刘卫滨、李鹏飞 工程师,北京东方晨景科技有限公司推荐:陆俊 工程师,中科院物理所磁学室2016年9月25日一句话推荐理由:从引进吸收到成功集成改良的磁测量好仪器。一、引言电阻是人们借助电传输能量与信息时必须面临的基本物理现象,它导致电损耗及发热,因而几乎所有的电学材料都有必要考察其电阻率。对于电阻或电阻率的测量比较陌生的读者可以看一篇相关通俗意义的介绍“电阻测量的光与影”。本文要介绍的是磁场下电输运测量,根据加载磁场与电流的方向可以分为纵向磁阻(或简称磁阻效应)与横向磁阻(或简称霍尔效应)。进行磁电输运测量的意义在于磁自由度引入,通过电阻率随磁场的变化规律不仅仅可以用来测量磁场的大小,而且让电阻能展现出更深层次物质结构的信息(比如因晶格或拓扑等因素带来的电子自旋相关的能带结构变化)。其中最吸引人的是电子能量结构的量子化过程,竟可以只是通过简单的通过加磁场测电阻的方法予以揭示,参考图1,如1985年的诺贝尔物理学奖颁发给Klaus von Klitzing的量子霍尔效应、1998年的诺贝尔物理学奖颁发给崔琦等三位物理学家的分数量子霍尔效应、2007年诺贝尔物理学奖颁发给Albert Fert与Peter Gruenberg的巨磁电阻效应以及不久前中国刚公布的“未来科学奖”颁发给清华大学薛其坤的量子反常霍尔效应等奇特量子效应(也有可能在不久的将来获得诺贝尔奖)。因而磁场下进行电输运测量成为凝聚态物理学研究中的家常便饭式的手段。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/09/201609291741_612654_1611921_3.png图1 磁电输运测量相关的诺贝尔奖级别工作图示二、背景磁电输运测量相关的仪器虽然很轻松就能实现,但要达到在证明被研究物质的奇特量子性质并不容易。其中涉及到的主要技术不仅仅是电压与电流的稳定测量,还包括磁场的稳定与测量,此外还可能涉及到低噪声的低温甚至光学配件等,因而其综合性导致其从头开始的研发周期较长。几十年来,磁电输运测量仪器主要来自于美国的量子设计公司与Lakeshore两家公司。北京东方晨景科技有限公司从20世纪末开始引进代理Lakeshore公司设备,经过十多年的消化吸收,逐步掌握了国外公司在输运测量、磁场电源、低温等系统集成方面的技术,不仅如此,还针对国外公司在应用过程中的让用户感到不便的软硬件问题,进行了自主的改良研制,逐步形成ET-9000测量系统,系统照片如图2所示,该系统从2010年正式推出至今,明显的增加了国内外磁电输运测量仪器系统的比例(约从20%上升到40%)。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/09/201609291741_612655_1611921_3.png图2 ET-9000 型磁电输运测量仪器照片三、简介ET-9000系列磁电输运性质测试系统是集霍尔效应、磁阻、变温电阻、I-V特性等测试于一体的全自动化测试系统,其总体原理框图如图3所示。系统全面地考虑了集成一体性、屏蔽防干扰能力和操作人性化等用户经常忽略的问题,选取了美国Keithley的电测量仪表,高精度高稳定性电磁铁平台,配备灵巧的测量样品杆和快速插拔样品卡,加上全自动化的专用测试软件,能让用户快速方便地进行电输运测试,并获得准确可靠的数据。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/09/201609291741_612657_1611921_3.png图3 ET-9000磁电输运测量仪器的测试原理框图ET-9000根据不同的材料不同的测试需求分为多种型号,综合各类型号,其主要技术指标列表如下:物理学参数迁移率1 ~ 1 × 106 cm2/vs载流子浓度6 × 108 ~ 6 × 1023 cm-3霍尔系数±1 × 10-5 ~ ±1 × 1010 cm3/C电阻率5 × 10-9 ~ 5 × 106 Ω·cm电学参数电阻100nΩ ~ 100GΩ电流源±0.1pA~±1A(±1.05A@±21V, ±105mA@±210V)电压源±5μV~±200V(±21V@±1.05A, ±210V@±105mA)电流测量±10fA~±1.05A(10pA为最小分辨率)电压测量±1nV~±200V(0.1μV为最小分辨率)磁场环境室温磁场2.6T@10mm间距变温磁场2T@低温恒温器温度(选件)单点液氮盒77K闭循环恒温器4K~325K(4K型),10K~325K(10K型)高温炉325K~1000K其他样品最大尺寸50mm*50mm*3mm样品数量2个(增加选件可扩展到4个)光学配件[

  • gjb 8848-2016 系统电磁环境效应试验方法

    工业与信息化标准网整理:GJB 8848-2016 系统电磁环境效应试验方法基本信息分类号:b0110页数:148实施时间:2016.08.01主办单位:海军批准单位:中央军委装备发展部主编单位:中国人民解放军海军装备研究院标准规范研究所、技术基础管理中心、第二十一试验训练基地、军械工程学院、中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所、工业和信息化部电子第四研究院、中国船舶重工集团公司第七〇一研究所、中国兵器工业集团第二〇一研究所、中国航天科工集团第二研究院二〇三所、中国人民解放军理工大学、北京航空航天大学、中国航空综合技术研究所、中国人民解放军三一〇〇七部队、中国航天科工集团第三总体设计部、东南大学、中国空间技术研究院总体部、中国船舶重工集团公司第七二三研究所、中国电子科技集团公司第二十九研究所、国防科学技术大学、中国电子科技集团公司第十四研究所、空军装备研究院、武器装备论证研究中心、工业和信息化部电子第五研究所适用范围本标准规定了系统电磁环境效应试验方法,包括安全裕度试验与评估方法、系统内电磁兼容性试验方法、外部射频电磁环境敏感性试验方法、雷电试验方法、电磁脉冲试验方法、分系统和设备电磁干扰试验方法、静电试验方法、电磁辐射危害试验方法、电搭接和外部接地试验方法、防信息泄漏试验方法、发射控制试验方法、频谱兼容性试验方法和高功率微波试验方法。本标准适用于各种武器系统,包括飞机、舰船、空间和地面系统及其相关军械等。引用标准GB/T 6113.101 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 无线电骚扰和抗扰度测量设备 测量设备GB/T 6113.104 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 无线电骚扰和抗扰度测量设备 辅助设备 辐射骚扰GB/T 17626.21 电磁兼容 试验和测量技术 混波室试验方法GB 18871 电离辐射防护与辐射源安全基本标准GJB 72A-2002 电磁干扰和电磁兼容性术语GJB 151B-2013 军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量GJB 376-1987 火工品可靠性评估方法GJB 573A-1998 引信环境与性能试验方法GJB 1143 无线电频谱特性的测量GJB 1389A-2005 系统电磁兼容性要求GJB 3567 军用飞机雷电防护鉴定试验方法GJB 5313 电磁辐射暴露限值和测量方法GJB 7504-2012 电磁辐射对军械危害试验方法GJB 8815 电磁兼容测量天线的天线系数校准规程GJB/Z 170 军工产品设计定型文件编制指南GJB/Z 377A-1994 感度试验用数理统计方法

  • 【分享】迈克尔逊干涉仪工作视频

    视频展示了迈克尔逊干涉仪的结构以及它的工作过程,非常逼真形象![img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=83043]迈克尔逊干涉仪工作视频[/url]

  • 【分享】微型光纤光谱仪---荧光测量系统

    当前,微型光纤光谱仪非常流行,受到了众多应用领域的青睐。与大型光谱仪相比较,微型光纤光谱仪价格便宜(仅是大型光谱仪的零头);携带方便(只有手掌大小);测量速度快(毫秒级的数据采集,实现在线实时分析);操作方便,性能稳定可靠(无需专人维护)等长处。因此,在满足使用要求的前提下,微型光纤光谱仪是一种最佳的选择。 我司微型光纤光谱仪的主要功能有:吸光度测量;反射率测量;透射率测量;颜色测量;相对辐射和绝对辐射测量。具体应用包括吸光度测量系统(包括气体、液体、固体的吸光度测量);颜色测量系统(纸张、油漆、颜料、布料、动物皮肤、植物、光源等等);膜厚测量系统(感光保护膜、半导体薄膜、金属膜、等离子体镀膜、光学镀膜等);SLM系列光源测量系统(白炽灯、荧光灯、ARC、HRC、以及发光二级管等光源的各种参数测量);SMS光照度/辐照度测量系统(光通量、光强、光照度或光亮度测量);LCS系列LED测量系统(测量LED光源、大型光源的光学、光谱、颜色、纯度等特征信息);氧含量测量系统(连续测量氧饱和度、总含量、含氧和去氧血色素的浓度);[color=#00008B][color=#00FFFF][color=#DC143C][size=4]荧光测量系统(测量皮克级的含有荧光团的物质);[/size][/color][/color][/color]近红外测量系统(糖、酒精、湿度、脂肪等成分的分析);拉曼测量系统(药物、爆炸物、水质、现场材料的分析,制药监控,石化工业过程控制等);LIBS2500光纤光谱仪系统(无损地对气体、液体、固体进行定性和半定量的实时元素分析);PlasCalc等离子监控器系统(监测等离子蚀刻,检查表面清洁处理,分析等离子反应腔控制情况,检测异常污染和排放现象,等离子开发过程的检测和控制,等等);防晒指数测量系统(化妆品、防晒用品、防紫外服、感光乳剂等的SPF值测量);量子效应测量系统(量子效率的测量等)。另外,我司还有闪光光解光谱仪(演示化学动力学原理);各种光源(钨光源、氘光源、氘-钨光源、氙光源、LED系列光源、校准光源等)及各种光纤(普通光纤、中红外光纤、红外光纤、高功率传输光纤、图像传输光纤、医疗光纤等)。 谢谢您的关注!详情请见我司的网站(http://www.psci.cn)或与我联系(电话:0571-88225151-8020,13738178070,Email:zqchen@psci.cn 陈振泉)。

  • 【求助】迈克尔逊干涉仪 用途

    请教一个非常弱的问题:[color=#DC143C]迈克尔逊干涉仪的用途[/color],红外本来不就是一定波长范围在照射样品吗,与干涉仪的光程差有什么联系,搞不明白,请指点!!!

  • 有ipad的玩迈克尔杰克逊那款游戏没?

    有ipad的玩迈克尔杰克逊那款游戏没?

    育碧出的。叫《迈克尔·杰克逊:体验HD》好像apple store 里有,大概几十RMB。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/05/201205141902_366955_1786353_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/05/201205141902_366957_1786353_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/05/201205141902_366958_1786353_3.jpg可惜没PC版,不然我也玩玩。

  • 傅立叶变换红外光谱仪的原理

    傅立叶红外光谱仪的原理是把光源发出的光,经迈克尔逊干涉仪调制成干涉光,再让干涉光照射样品,由检测器获得干涉图,由计算机把干涉图进行傅立叶变换,得到全波段吸收光谱. 傅立叶变换红外光谱仪在整个检测过程中,只有一个可动镜在实验过程中运动;它的测量波段宽,光通量大,检测灵敏度高,具有多路通过的特点,故所有频率可同时测量;它的扫描速度最快可达60次/秒,因使用调制音频测量,故杂散光不影响检测;因样品放置于分束器后测量,大量辐射由分束器阻挡,样品接受调制波,故使热效应极小;因检测器仅对调制的声频信号有反响,其自身的红外辐射不会被检测器吸收。

  • 2016国产磁测量好仪器系列之五:磁场测量扫描成像系统F-30

    2016国产磁测量好仪器系列之五:磁场测量扫描成像系统F-30

    2016国产磁测量好仪器系列之五:磁场测量扫描成像系统F-30原创:李响、杨文振、薜立强、冀石磊、郑文京 工程师,北京翠海佳诚磁电科技有限责任公司推荐:陆俊 工程师,中科院物理所磁学室2016年10月28日一句话推荐理由:国产半导体器件的骄傲之作应用在中强磁场测量上的好仪器。一、引言 磁场无形,但又无处不在,无时无刻不在直接或间接的影响着我们的生活,比如地磁、磁卡、电机、变压充电器、电磁炉、微波炉、手机、磁盘、钞票、耳麦、磁悬浮列车、核磁共振成像仪这些让我们每天都在和各种各样的磁场打交道,然而对于磁场如何衡量,如何产生如何测量恐怕较少有人去关注,简单概括几点:一是磁场的单位,常用的单位是奥斯特,国际单位安每米比较小(1 Oe ~ 79.6 A/m),注意严格来讲不要将单位表达成高斯或特斯拉这两个磁感应强度单位,因为磁场强度和磁感应强度概念上完全不同,尽管二者可根据(经常以空气或真空的)磁导率相互变换,即1奥斯特磁场在真空或空气中诱导的磁感应强度为1高斯或万分之一特斯拉。二是磁场的产生,首先地球是跟我们关系最密切的磁场源,地表磁场大约为0.5奥斯特,随纬度升高有缓慢增强趋势;其次是为了产生变化磁场,可以通过永磁体机械组装的方式,也可以使用线圈中通过电流的方式,根据线圈材料或结构的不同可以形成不同类型的通电线圈磁场源,比如超导线圈在不消耗能量情况下维持100kOe以上的磁场,高强度导电材料及结构制成的1MOe以上的脉冲强磁场;还有一种和磁场产生相反,要尽可能减少磁场,以防止地球磁场或其他干扰磁场对精密传感器造成不利影响,破坏极端条件探索、精密标定测量等任务,这时要用到消磁措施,可以使用主动电流对消与被动屏蔽两种方法,综合利用消磁技术,我们可以获得比地磁场弱10个数量级的洁净磁场环境。三是磁场的测量,相比产生技术方法,磁场测量要复杂得多,其类型有电磁感应、霍尔、磁阻、磁电、磁光、磁致伸缩、磁共振及非线性磁效应等基本原理,其中值得一提的几个包括最通用且测量范围最广的感应线圈磁探测器、前沿科学探索中常用的超导量子干涉仪(SQUID)、地磁或空间磁场探测中常用的磁通门或原子光泵磁力仪、智能手机里植入的各向异性磁阻AMR芯片、磁场计量常用的核磁共振磁力仪以及跟电磁相关的生产及科研任务中常见的中等强度磁场(地磁场上下四个数量级之间)测量上最常见最常用的霍尔磁场计。以上关于磁场的量级、产生与测量方法比较汇总于图1,在中等磁场强度测量应用最广泛的为霍尔传感器,虽然它没有核磁共振磁力仪ppm级的高精度,但它同时具备足够的精密度(通常约千分之一)、高空间分辨、高线性度、单一传感器宽测量范围、成本又相对较低等明显优势,因而市面上高斯计、特斯拉计等中等强度磁场测量仪绝大多数基于霍尔传感器,本文介绍的磁测量产品也基于霍尔磁场计,在前述磁相关的器件及应用产品的质量控制、监护与升级过程中扮演着不可缺少的角色。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/11/201611101944_616260_0_3.png图1 磁场的量级、不同产生与测量方法比较概览图二、背景中科院半导体所从20世纪80年代始研究高迁移率砷化镓(GaAs)霍尔器件,后来经过两代人的薪火传承克服半导体材料制备、内置温度补偿器件设计与测量数字化采样及软件优化上的技术难题逐渐发展成熟,最终落地北京翠海公司,形成CH-1800,CH3600等被用户认可的高斯计产品。近些年为了配合电磁制造业质量提升的业界需求,为电机磁体、核磁共振磁体空间均匀性、多级磁体分布提供系统的测量方案,翠海公司在高斯计的基础上增加无磁运动机构和软件集成,开发出F-30磁场测量扫描成像仪,照片如图2所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/11/201611101944_616259_0_3.jpg图2 F-30 型磁场测量扫描成像设备照片三、简介F-30由上位机(装有控制软件)、高精度高斯计(一维或者三维)、与高斯计搭配的探头、多维电控位移台以及位移台的控制器组成,如图3所示。简单来说可以分为两个部分,一部分只是用来采集数据,另一部分只是位移,两个部分搭配起来就组成了这个位移采集系统。位移模块由多维电控位移台和位移台控制器组成,通过操作上位机软件给控制器下命令,控制器就根据命令带动电控位移台各个轴运动,这个电控位移台的参数(台面大小、运动轴长度、运动方式、多少维度)用户可定制,即实现在允许范围内的各个角度、各种形状的扫描。 数据采集模块由高精度高斯计和与高斯计配套的探头组成,电控位移台的轴上有固定的探头夹持位置,采集数据时将探头放在夹持位置上,探头测量的数据实时上传到高斯计上,而高斯计与上位机软件通信连接,上位机则根据需要选择是否记录当前位置的数据。通过上位机软件控制位移台控制器和高斯计,可以将位移台上某个位置与高斯计读到的数据值相关联,一维高斯计读到的就是运动到的点对应的某个方向的数据值,三维高斯计则是一个点上 X 方向的值、Y 方向的值、Z 方向的值、此点上的温度(根据需要探头和高斯计中可有温度补偿功能)及三轴中两两矢量和、总矢量和的数值大小和方向夹角,扫描的数据可以导出保存在 EXCEl 中,根据位置和数据值可由软件绘制出各种需要的示意图:二维标准图、二维颠倒图、二维雷达图、三维曲线图、三维网状图、三维立体图、矢量图、圆柱展开图及多条曲线或多个立体图放在同一张图中进行对照比较。软件中还对常见的几种形状(空间磁场分布、矩形图、磁环、同心圆等)的扫描进行了集成化,只需设置几个参数便可以自动进行扫描,自由度高,精准度高,无需看管。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/11/201611101944_616261_0_3.png图3 F-30型磁场测量扫描成像仪组成框图F-30根据不同的测量件需求可以定制,磁场测量部件的主要技术指标如表1,传感器照片如图4,其测量方向、维度以及尺寸都可以根据需要定制。 关于磁场扫描成像时间,(1)常规扫描:每点扫描时间可设置,一般为保证数据的稳定性,在每点的停留时间为1~2s,总时间由测试工件尺寸和扫描步长决定;(2)快速扫描模式:在位移台运动过程中不做停留,通过高速数据采集获得每点磁场值每点测量可小于0.1s。表1: F-30磁场测量部件主要指标http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/11/201611101944_616269_0_3.jpg运动部件有三个平移与两个旋转自由度,大致示意图如图5,典型测试场景及系统软件照片如图6所示,运动部件指标表2。表2 F-30运动学指标列表http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images

  • “量子反常霍尔效应”离诺贝尔物理奖有多近?

    我国科学家首次发现“量子反常霍尔效应”这一科研成果离诺贝尔物理奖有多近2013年04月11日 来源: 中国科技网 作者: 林莉君 李大庆 http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130410/051365597244421_change_wtt3427_b.jpg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 http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130410/051365597244437_change_wtt3428_b.jpg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 “这个研究成果是从中国实验室里,第一次发表出来了诺贝尔物理奖级别的论文,这不仅是清华大学、中科院的喜事,也是整个国家发展中喜事。”4月10日,诺贝尔物理奖得主、清华大学高等研究院名誉院长杨振宁教授高度评价了我国科学家的重大发现——量子反常霍尔效应。 由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。美国《科学》杂志于3月14日在线发表这一研究成果。由于此前和量子霍尔效应有关的科研成果已经3获诺贝尔奖,学术界很多人士对这项“可能是量子霍尔效应家族最后一个重要成员”的研究给予了极高的关注和期望。那么什么是量子反常霍尔效应?对它的研究为什么引起世界各国科学家的兴趣?它的发现有什么重大意义? 重要性 突破摩尔定律瓶颈 加速推动信息技术革命进程 在认识量子反常霍尔效应之前,让我们先来了解一下量子霍尔效应。量子霍尔效应,于1980年被德国科学家发现,是整个凝聚态物理领域中重要、最基本的量子效应之一。它的应用前景非常广泛。 薛其坤院士举了个简单的例子:我们使用计算机的时候,会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题。这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗。而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则,让它们在各自的跑道上“一往无前”地前进。“这就好比一辆高级跑车,常态下是在拥挤的农贸市场上前进,而在量子霍尔效应下,则可以在‘各行其道、互不干扰’的高速路上前进。”薛其坤打了个形象的比喻。 然而,量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场,“相当于外加10个计算机大的磁铁,这不但体积庞大,而且价格昂贵,不适合个人电脑和便携式计算机。”薛其坤说,而量子反常霍尔效应的美妙之处是不需要任何外加磁场,在零磁场中就可以实现量子霍尔态,更容易应用到人们日常所需的电子器件中。 自1988年开始,就不断有理论物理学家提出各种方案,然而在实验上没有取得任何进展。2006年, 美国斯坦福大学张首晟教授领导的理论组成功地预言了二维拓扑绝缘体中的量子自旋霍尔效应,并于2008年指出了在磁性掺杂的拓扑绝缘体中实现量子反常霍尔效应的新方向。2010年,我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作,提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系。这个方案引起了国际学术界的广泛关注。德国、美国、日本等有多个世界一流的研究组沿着这个思路在实验上寻找量子反常霍尔效应,但一直没有取得突破。 薛其坤团队经过近4年的研究,生长测量了1000多个样品。最终,他们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观测到了量子反常霍尔效应。 “量子反常霍尔效应可在未来解决摩尔定律瓶颈问题,它发现或将带来下一次信息技术革命,我国科学家为国家争夺了这场信息革命中的战略制高点。”拓扑绝缘体领域的开创者之一、清华大学“千人计划”张首晟教授说。 创新性 让实验材料同时具备“速度、高度和灵巧度” 从美国物理学家霍尔丹于1988年提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应,到我国科学家为这一预言画上完美句号,中间经过了20多年。课题组成员、中科院物理所副研究员何珂告诉记者:“量子反常霍尔效应实现非常困难,需要精准的材料设计、制备与调控。尽管多年来各国科学家提出几种不同的实现途径,但所需的材料和结构非常难以制备,因此在实验上进展缓慢。” “这就如同要求一个运动员同时具有刘翔的速度、姚明的高度和郭晶晶的灵巧度。在实际的材料中实现以上任何一点都具有相当大的难度,而要同时满足这三点对实验物理学家来讲是一个巨大的挑战。”课题组成员、清华大学王亚愚教授这样描述实验对材料要求的苛刻程度。 实验中,材料必须具有铁磁性从而存在反常霍尔效应;材料的能带结构必须具有拓扑特性从而具有导电的一维边缘态,即一维导电通道;材料的体内必须为绝缘态从而对导电没有任何贡献,只有一维边缘态参与导电。 2010年,课题组完成了对1纳米到6纳米(头发丝粗细的万分之一)厚度薄膜的生长和输运测量,得到了系统的结果,从而使得准二维超薄膜的生长测量成为可能。 2011年,课题组实现了对拓扑绝缘体能带结构的精密调控,使得其体材料成为真正的绝缘体,去除了其对输运性质的影响。 2012年初,课题组在准二维、体绝缘的拓扑绝缘体中实现了自发长程铁磁性,并利用外加栅极电压对其电子结构进行原位精密调控。 2012年10月,课题组终于发现在一定的外加栅极电压范围内,此材料在零磁场中的反常霍尔电阻达到了量子霍尔效应的特征值h/e2—25800欧姆——世界难题得以攻克。 课题组克服薄膜生长、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,最终为这一物理现象的实现画上了完美的句号。 “下一步我们主要的努力方向是全面测量材料在极低温下的电子结构和输运性质,寻找更好的材料体系,在更高的温度下实现这一效应。那时,也许我们能对其应用前景作更好的判断。”王亚愚告诉记者。 外界评说 这是凝聚态物理界一项里程碑式的工作 “实验成果出来以后,量子霍尔效应的发现者给我发了一封邮件。他写道:我深信拓扑绝缘体和量子反常霍尔效应是科学王冠上的明星。”张首晟向记者展示了这封邮件。 《科学》杂志的一位审稿人说:“这项工作毫无疑问地证实了与普通量子霍尔效应不同来源的单通道边缘态的存在。我认为这是凝聚态物理学一项非常重要的成就。”另一位审稿人说:“这篇文章结束了多年来对无朗道能级的量子霍尔效应的探寻。这是一篇里程碑式的文章。” 延伸阅读 霍尔效应与反常霍尔效应 霍尔效应是美国物理学家霍尔于1879年发现的一个物理效应。在一个通有电流的导体中,如果施加一个垂直于电流方向的磁场,由于洛伦兹力的作用,电子的运动轨迹将产生偏转,从而在垂直于电流和磁场方向的导体两端产生电压,这个电磁输运现象就是著名的霍尔效应。产生的横向电压被称为霍尔电压,霍尔电压与施加的电流之比则被称为霍尔电阻。由于洛伦兹力的大小与磁场成正比,所以霍尔电阻也与磁场成线性变化关系。 1880年,霍尔在研究磁性金属的霍尔效应时发现,即使不加外磁场也可以观测到霍尔效应,这种零磁场中的霍尔效应就是反常霍尔效应。反常霍尔效应与普通的霍尔效应在本质上完全不同,因为这里不存在外磁场对电子的洛伦兹力而产生的运动轨道偏转。反常霍尔电导是由于材料本身的自发磁化而产生的,因此是一类新的重要物理效应。 量子霍尔效应的相关研究已3次获得诺贝尔奖 量子霍尔效应在凝聚态物理的研究中占据着极其重要的地位。它就像一个富矿,一代又一代科学家为之着迷和献身,他们的成就也多次获得诺贝尔物理奖。 1985年,诺贝尔物理奖颁给了德国科学家冯·克利青,他于1980年发现了整数量子霍尔效应。 1998年,诺贝尔物理奖颁给了美国科学家:美籍华人物理学家崔琦以及施特默、劳弗林。前两人于1982年发现了分数量子霍尔效应,而后者则对这一效应进一步给出了理论解释。 2010年,诺贝尔物理奖颁给了英国科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。他们俩在2005年发现了石墨烯中的半整数量子霍尔效应。 此外,量子化自旋霍尔效应于2007年被发现,2010年获得欧洲物理奖,2012年获得美国物理学会巴克利奖。(记者 林莉君 李大庆) 《科技日报》(2013-04-11

  • 【分享】非阿贝尔约瑟夫森效应

    最近,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室刘伍明研究组在光与物质相互作用领域取得重要进展。他们发现在包含自旋为2的冷原子玻色—爱因斯坦凝聚体的两个光学势阱中可以产生一种新颖的量子效应—非阿贝尔约瑟夫森效应(Non-Abelian Josephson effect),并进一步设计了相干物质波干涉器件。这项新的研究工作对于进一步认识新奇量子现象,特别是玻色—爱因斯坦凝聚系统的新型量子效应具有非常重要的意义。 研究光与物质相互作用以及揭示新奇量子现象,并利用其奇异性质设计新型的量子器件,是人们长期以来一直感兴趣的问题,例如1997年度诺贝尔物理学奖授予美国斯坦福大学朱棣文教授、美国标准与技术研究院菲利普斯博士和法国巴黎高师科昂-塔诺季教授,以表彰他们发明了用激光冷却来俘获原子的方法。2001年度诺贝尔物理学奖授予美国标准与技术研究院科纳尔博士和威依迈博士、麻省理工学院凯特纳教授,以表彰他们实现碱性原子的玻色—爱因斯坦凝聚,揭示了一种新的物质状态。约瑟夫森效应是玻色—爱因斯坦凝聚、超导、超流系统中出现的新奇量子现象。1973年诺贝尔物理学奖授予英国剑桥大学约瑟夫森博士,以表彰他对穿过隧道壁垒的超导电流所作的理论预言:对于超导体—绝缘层—超导体互相接触的结构,只要绝缘层足够薄,超导体内的电子对就有可能穿透绝缘层势垒,即约瑟夫森效应。作为一种宏观量子效应,约瑟夫森效应不仅具有重要的科学意义,而且有广泛的实际应用,例如制作超导量子干涉器件。刘伍明研究组自1999年以来一直致力于光与物质相互作用的研究,并取得了一些重要研究成果,曾先后在 Physical Review Letters 上发表论文 9 篇,其中单篇被SCI论文引用超过100 次的有2篇。 博士生齐燃、余小鲁、研究员刘伍明与中山大学李志兵教授合作,他们发现在包含自旋为2的冷原子玻色—爱因斯坦凝聚体的两个光学势阱中可以产生一种新颖的量子效应—非阿贝尔约瑟夫森效应(Non-Abelian Josephson effect),并进一步设计了可以观察这种非阿贝尔约瑟夫森效应的真实物理系统。相对于阿贝尔情况,非阿贝尔约瑟夫森效应具有不同的密度和自旋隧穿特征。他们获得了表征非阿贝尔约瑟夫森效应的特征量—自旋为2的冷原子玻色—爱因斯坦凝聚体的两个光学势阱之间不同量子态的赝戈德斯通模(Pseudo Goldstone modes),并给出了如何在实验上观察非阿贝尔约瑟夫森效应的方案。这项新的研究工作对进一步认识新奇量子现象,特别是玻色—爱因斯坦凝聚系统的新型量子效应具有非常重要的意义。 相关研究得到中国科学院、国家自然科学基金委员会和科技部的支持。这一研究成果已发表在2009年5月2日出版的Physical Review Letters 102,185301(2009)上。

  • 【原创大赛】SGS解析:CIE A-α测量系统在灯具配光测试中应用

    【原创大赛】SGS解析:CIE A-α测量系统在灯具配光测试中应用

    [align=center]SGS解析:CIE A-α测量系统在灯具配光测试中应用[/align][align=left]车用灯具是涉及到车辆和人身安全性的重要部件,其配光技术要求被列为汽车法规或强制性标准检测项目。[/align][align=left]目前,灯具配光测试主要是依据欧洲ECE和美国SAE两种标准体系进行,但在最新发布的2007版国标中,试验方法、项目、要求等已经和ECE法规一致。[/align][align=left]灯具配光测试,是指对灯具或者光源发射出的光在的空间分布进行测量,并显示在定义的角度位置上相对于人眼的可见光的光度特性。[/align][align=left]SGS汽车灯具实验室,采用目前国际最先进的CIE A-α测量系统进行灯具配光测试。该系统在测试过程中,探头保持静止,灯具绕垂直轴(A平面轴)和水平轴(α轴)转动,从而得到整个空间的光强分布。[/align][align=left]该系统探测器的测试距离在1.41m至11.41m之间,灯具装在可绕水平和垂直两个方向选择的转台上。[/align][align=center][img=,690,257]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808161613037693_7441_2883703_3.jpg!w690x257.jpg[/img][/align]在计算机控制下,电机驱动垂直/水平轴线旋转,被测灯具水平转动范围±180°,垂直转动范围±90°,角度精度最高0.01°,光度探头进行测量灯具在该平面上各个方向的发光强度。当一个平面测量完毕后,水平轴电机驱动灯具转过某一角度,然后光度探头再测量另一平面上的光强分布。通过垂直主轴连续旋转,水平轴间断运动,实现灯具在空间各个方向上的光强分布数据的测量。该测试系统,配备高精度快速光谱辐射计(实验室级),可测1μs的极快闪光全谱,0.3%的极高光度线性,到达0.01mcd的极高灵敏度,0.0015x,y的极高色坐标精度, 5.00E-05的极低杂散光水平,覆盖200nm-2550nm的极宽光谱范围。完全满足美国IESNALM-79和中国GB/T 24824等标准要求,可实现LED的瞬态光学特性测量(脉冲测量)及稳态光学特性测量(直流测量)。在该分布光度计测试系统中,被测LED产品仅绕转到中心转动,环境温度变化和周围气流都比中心旋转反射镜式分布光度计要小的多,若LED产品的散热对燃点姿态不敏感,则LED产品在这类分布光度计中的稳定性较高,能达到很高的光强分布测量精度,相应的总光通量测量精度也会较高。

  • 动态光散射中光子相关谱测量系统的空间相干性问题

    动态光散射中光子相关谱测量系统的空间相干性问题

    动态光散射中光子相关谱测量系统的空间相干性问题王少清娄本浊陶冶薇任中京(济南大学理学院济南250022)提要:利用光干涉的简化模型讨论了动态光散射中光子相关谱测量系统的空间相干性要求的物理本质。利用相干面积概念对光子相关谱测量系统空间相干性判据的几种常见表述进行了规范。提出了一种具有普遍意义的简明判据。关键词:光子相关谱;动态光散射;空间相干性;相干面积;信噪比On the Spatial Coherence Problem of a photon Correlation Spectrum Measurement System in Dynamic Light ScatteringWang Shaoqing Lou Benzhuo Tao Yewei Ren Zhongjing(Science School of Jinan University Jinan 250022)Abstract:Using a simplified model of light interference,we discussed the physical essence of the spatial coherence demand on a photon correlation spectrum measurement system in dynamic light scattering.By using the concept of “coherence area”,we standard-ized three familiar statement about the spatial coherence criterion on a photon correlation spectrum measurement system.In the end,we brought forward a general and compendious criterion.Key words:photon correlation;dynamic light scattering;spatial coherence;coherence area;signal-noise ratio动态光散射是研究大分子和亚微米颗粒在液体中动态行为的最有效方法。通过测量悬浮液中散射粒子产生的散射光中的微小频移和角度依赖性,可以获得表征高分子结构的丰富信息,也可以获得纳米微粒的平均流体力学半径和粒度分布。随着激光、微电子和计算机技术的发展,动态光散射技术得到了广泛的应用。由于散射光的频移很小(1-106Hz) ,用传统的光谱分析法难以分辨,所以在动态光散射实验中采用光子相关谱法来获得散射光的频移。图1给出光子相关谱测量的基本实验装置。由激光器1发出的激光经聚焦后照射在样品池2中的散射粒子上,粒子的散射光经光学系统3后进入PMT(光电倍增管) 4 ,PMT 的光电脉冲经过甄别/ 放大系统5 进入相关器6 ,由相关器对光电脉冲进行相关处理后将相关数据输入计算机7 进行数据处理,得所需的信息。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305281050_441881_388_3.jpg在光子相关谱测量中,PMT 输出信号1的信噪比(输出信号中涨落部分与噪声部分之比) 大小是测量成功与否的关键因素。而PMT 输出信号的信噪比大小又主要由测量系统的空间相干性来决定。对于光子相关谱测量系统空间相干性优劣的判别标准,不同的文献有各种不同的表述。其中比较有代表性的几种表述分别为:(1)PMT的接受面积为一个相干面积;

  • 2016新品-LSR4(哈曼法/赛贝克效应/电阻率)

    2016新品-LSR4(哈曼法/赛贝克效应/电阻率)

    LSR4(哈曼法/赛贝克效应/电阻率)http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/01/201601151419_581968_3060548_3.jpg特点、直接测量ZT值+ 可用以计算热传导系+ 高准确度 (使用双样品校正模式)赛贝克系数:静态直流法电阻:四端法ZT:哈曼法用哈曼法测定热电优值是通过样品上(在直流电和绝热条件下)的热电压与欧姆电势降的比值来实现的。在样品中通直流电则相应的“欧姆”压降可直接测得。因为珀尔贴效应,样品一端会被加热而另一端会被冷却,即在样品中产生温度梯度。通过测量产生的压降和热电压,ZT值便可直接得到。LSR—4测试系统可以同时测量塞贝克系数和电阻(电阻率)可以测量圆柱形或棱柱形的样品,长度6——23毫米利用独特的测量适配器可以测量线状和薄片状样品通过三种可更换的炉体,测量温度范围可以覆盖-100到1500 ℃样品架的设计保证了极好的测量重复性最先进的32位软件可以通过程序实现自动测量测量数据导出测量原理:圆柱形或棱柱形的试样垂直放置的两个电极之间,下部电极块包含一个加热器。整个测量装置放置在炉体中。将整个炉体和样品加热到特定的温度,在此温度下利用电极块中的二级加热器建立一组温度梯度,然后两个接触热电偶测量温度梯度T1和T2。独特的热电偶接触机制保证了以最高的温度精度测量每个热电偶上每条导线电动势dE。

  • 激光干涉仪的特征及作用

    激光干涉仪是以激光波长为已知长度,利用迈克耳逊干涉系统测量位移的通用长度测量,具有高强度、高度方向性、空间同调性、窄带宽和高度单色性等优点。测量长度的激光干涉仪,主要是以迈克尔逊干涉仪为主,并以稳频氦氖激光为光源,构成一个具有干涉作用的测量系统。 激光干涉仪采用一个双光束激光头和一个双通道的处理器,采用飞行采样方式,在测量过程中无须停机采样检测,节约了测量时间和编程时间;利用RENISHAW动态特性测量与评估软件,可进行机床振动测试与分析,滚珠丝杠的动态特性分析,伺服驱动系统的响应特性分析。激光干涉仪的激光头和靶标反射镜二件之间只要发生相对位移就能进行测量,测量系统中无须分光镜、所以对光极其方便。 激光干涉仪可配合各种折射镜、反射镜等来作线性位置、速度、角度、真平度、真直度、平行度和垂直度等测量工作,并可作为精密工具机或测量仪器的校正工作。激光干涉仪可用来精确测量和校准机床、三座标测量机和X-Y平台的机械精度,也测量轴的定位精度、重复定位精度及反向间隙,测量轴的角偏、直线度,测量平台的平面度。

  • 【原创】薄膜物性测量中的假象分析(3)-异常磁电耦合效应的背后?::Artefacts in multiferroic(3)-No new physics yet behind the abnormal ME

    【原创】薄膜物性测量中的假象分析(3)-异常磁电耦合效应的背后?::Artefacts in multiferroic(3)-No new physics yet behind the abnormal ME

    [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/09/200809220224_109665_1611921_3.jpg[/img]图1 一篇Science中报道的薄膜磁电耦合性能--疑似假象剖析示意图[color=#dc143c]本专题着重讨论了磁电耦合测量得到的异常耦合效应是否来源于材料的本征物性,指出鉴别异常磁电效应测量结果中假象的原理和思路,最后从测量的角度对磁电材料的应用前景作一点展望性评价。[/color]磁电材料(magnetoelectrics, 又称多铁材料multiferroics)是同时具有自发电荷序和自旋序的一类材料,表现在性能上,它们一般同时具有铁电性(ferroelectrics)、铁磁性(ferromagnetism, 包括弱铁磁性)、磁电耦合性能(magnetoelectricity, 外加磁场下产生电荷的能力)和电磁耦合性能(electromagnetism, 外加电场下产生磁性的能力)。由于磁电材料的多种自发有序同时共存且非常方便进行多场操纵,它有望在高密度集成的记忆元件(memory)、换能器件(transducers)及传感器(sensors)等应用领域里发挥独特的作用。关于磁电/多铁性材料的进展更加科普和富有文采的介绍建议阅读南京大学刘俊明教授blog中的"多铁复兴"专题系列: http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=11974 .在这里,笔者从小处着笔,谈磁电研究的一个个细节问题,本专题将要就磁电测量中可能的假象判别逐步展开讨论,希望相关读者通过本文的阅读,在以后的工作中可以很轻松地鉴别出忽悠人的磁电测量结果,对忽悠者蓄意淡化或掩盖测量过程中见不得人的另一面而单纯突出华而不实繁花似锦的一面有能力做出客观的评价。回到题目,本专题要讨论的薄膜假象的原始动机来自于2003年的一篇Science[1],它是美国马里兰大学、Rutgers大学、加州大学和宾州大学等机构联合在Science上报道BiFeO3异质薄膜因为大应变导致的室温下的强铁磁和强铁电性的共存和耦合,声称该结果不论在实验和理论计算上都得到完全一致的结论,指出铁酸铋薄膜的高电阻特性使其有望作为高性能记忆材料的有竞争力的候选材料(BTW, 第一作者J. Wang是南京大学毕业的王峻岭)[1]。但是一段时间以后英国剑桥大学的几个研究组联合在Science上针对上述研究结果发表comment提出严厉的质疑。剑桥大学的研究组通过仔细的理论和实验研究指出铁酸铋薄膜不可能因为应变而产生强铁磁性;指出美国研究组报道的铁磁性只可能来源于杂质,而且很可能来源于二价的铁离子;同时提到因为杂质的存在,美国研究组报道的铁酸铋薄膜的电阻率将大大降低而丧失其器件上的竞争力[2]。最终美国研究组对英国研究组质疑的response承认其最初报道的主要结论存在问题,因为确实存在英国研究组指出的问题[3]。顺便说一个插曲,美、英multiferroic领域的主流学者可能是因为此而结下了怨:有一个有意思的事是今年在UCSB的一个国际性的multiferroic 2008 summer school中好像没有来自剑桥的教授代表出席……接着介绍这篇文章,笔者对剑桥大学质疑的主体抱肯定态度,只是在其对磁性测量数据的解释上笔者倾向于另一种更简单的假象解释:磁性来源于基体,而根本不是来自于薄膜,非磁性甚至抗磁性的基体在热处理过程中因为缺陷或污染的增加可引入磁性[4],一般薄膜越薄这种效应越明显,这和他们报道的不同厚度的测量结果相一致。笔者不认为磁性因为杂质是二价铁的FeOx而认为更可能是三价铁的Fe2O3,一方面是因为Bi2O3-Fe2O3相图上(如图2)显示1:1附近热力学上更稳定存在的相是BiFeO3+Bi2Fe4O9+Bi25FeO40[5],而含二价铁Fe2+的FeOx不大可能会稳定出现;另一方面FeOx不大可能为薄膜的高阻属性做贡献,因为它是半导体,从高阻的实验结果推测最可能存在的是反铁磁绝缘体氧化铁Fe2O3。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/09/200809220235_109666_1611921_3.jpg[/img]图2 文献中报道的BiFeO3赝二元相图[5]薄膜磁性测量假象将会在后面的专题中专门叙述,这里不再作过多讨论,本专题中着重要“小题大做”来讨论的是03年这篇sciece中非常不引人注意的一小块(剑桥大学的comment中对此只字未提过),如上面图1所示,其中左部分是原文中的Fig. 4,而用红框突出的是其磁电耦合系数的测量结果,原文中对它的介绍只有非常简短的一句话,光凭其原文根本不可能挖掘到该磁电耦合效应的背后及其真正的含义是什么,为了理解这一小幅图,笔者心怀忐忑的找到了第一作者J. Wang(王峻岭)的博士论文[6],并通过其博士论文中的诚实的叙述推测磁电耦合系数的频率依赖关系(原则上频率依赖关系非常容易体现测量结果是否假象,频率越宽越有利于识别)(i) At low (Hz to kHz) frequency, the ME coefficient is small, ~0.02V/cmOe under zero bias (ii) The observed signal dramatically increases to ~3V/cmOe at a measurement frequency of 100kHz (iii) Resonance like behavior was observed as the large signal drops quickly when measurement frequency shifts away from 100kHz (downwards in our case due to instrument limitation). The nature of this resonance behavior is still unclear.根据这段叙述笔者将其发表的磁电耦合曲线的顶点处3 V/cmOe的性能转换成频率依赖关系如图1中右侧所示,从中可以看出原文中发表的数据并非磁电耦合系数,而是某个共振处的异常磁电耦合系数。由于没有更多的实验数据可供参考,笔者仅凭自己的经验认为这个100kHz处的共振峰不可能来源于薄膜,即原文中Fig. 4用一小块地方展示的3 V/cmOe这个数值不具有任何参考意义,真的不如没有它(姑且不用说3 V/cmOe除以厚度因子后的实测值也不过0.1 mV/Oe,离应用价值还很远)!诚然,在没有新的实验数据证明的情况下作任何推断都是没有最终说服力的,不过笔者依然愿意通过接下来的逐步分析展示笔者如此论断的合理之处,即便本专题不能100%的否定之,相信能为有条件有兴趣且认为值得做实验验证之的朋友提供一些可借鉴的方法和思路。为了分析异常磁电耦合系数,接下来请容笔者对磁电耦合系数的测量过程及设备做一下简介。[color=#dc143c][/color]测量假象分析系列上一个专题:[url=http://www.instrument.com.cn/bbs/shtml/20080728/1377915/]【原创】薄膜物性测量中的假象分析(2)-想说铁电很容易吗?[/url]

  • 我科学家首次发现量子反常霍尔效应

    美妙之处或可加速推进信息技术进步的进程 新华社北京3月15日电 (记者李江涛)由清华大学薛其坤院士领衔,清华大学、中科院物理所和斯坦福大学研究人员联合组成的团队在量子反常霍尔效应研究中取得重大突破,他们从实验中首次观测到量子反常霍尔效应,这是我国科学家从实验中独立观测到的一个重要物理现象,也是物理学领域基础研究的一项重要科学发现。 该成果于北京时间3月15日凌晨在美国《科学》杂志在线发表。 据介绍,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。在一个通有电流的导体中,如果施加一个垂直于电流方向的磁场,由于洛伦兹力的作用,电子的运动轨迹将产生偏转,从而在垂直于电流和磁场方向的导体两端产生电压,这个电磁输运现象就是著名的霍尔效应。而在磁性材料中不加外磁场也可以观测到霍尔效应,这种零磁场中的霍尔效应就是反常霍尔效应。反常霍尔电导是由于材料本身的自发磁化而产生的,因此是一类新的重要物理效应。 量子霍尔效应之所以如此重要,一方面是由于它们体现了二维电子系统在低温强磁场的极端条件下的奇妙量子行为,另一方面这些效应可能在未来电子器件中发挥特殊的作用,可用于制备低能耗的高速电子器件。 例如,如果把量子霍尔效应引入计算机芯片,将会克服电脑的发热和能量耗散问题。然而由于量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场,因此至今为止它还没有特别大的实用价值,因为要产生所需的磁场不但价格昂贵,而且其体积庞大(衣柜大小),也不适合于个人电脑和便携式计算机。 据了解,量子反常霍尔效应的美妙之处是不需要任何外加磁场,因此,这项研究成果将会推动新一代的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进步的进程。

  • 目前市面的二次元测量仪、三次元测量仪、测量投影仪与五次元一键式测量仪的区别?

    随着中国市场的科技技术日新月异,制造业对产品的精度要求越来越高,人为测量已无法满足客户要求,大家都开始借助仪器测量。目前市面上对于尺寸的测量主要是有二次元及三次元等。那么这些测量仪的区别在哪儿呢?目前市面的二次元测量仪、三次元测量仪、测量投影仪与五次元一键式测量仪的区别??? 现在市场的影像尺寸测量仪,有三次元测量仪、二次元测量仪和测量投影仪。而二次元测量仪跟测量投影仪难以区别,都是光学检测仪器,在结构和原 理上二次元测量仪通常是连接PC电脑上同时连同软件一起进行操作,精度在0.002MM以内,测量投影仪内部是自带微型电脑的,因此不需要再连接电脑,但在精度上却没有二次元测量仪那么精准,影像测量仪精度一般只能达0.01MM以内。三次元测量仪是在二次元测量的基础上加一个超声测量或红外测量探头,用于测量被测物体的厚度以及盲孔深度等,这些往往二次元测量仪无法测量,但三次元测量仪也有一定的缺陷:Ø 测高探头采用接触法测量,无法测量部分表面不 能接触的物体;Ø 探头工作时,需频繁移动座标,检测速度慢;Ø 因探头有一定大小,因些无法测量过小内径的盲孔;Ø 探头因采用接触法测量,而接触面有一 定宽度,当检测凹凸不平表面时,测量值会有较大误差,同时一般测量范围都较小。 光纤同轴位移传感器以非接触方式测量高度和厚度,解决了过去三角测距方式中无法克服的误差问题,因此开发出可以同轴共焦非接触式一键测量的3D轮廓测量设备成为亟待解决的热点问题。 针对现有技术的上述不足,提供五次元测量设备及其测量计算方法,具有可以非接触检测、更高分辨率、检测速率更快、一键式测量、更高精度等优点。五次元测量仪通过采用大理石做为检测平台和基座,可获得更高的稳定性;内置软件的自动分析,可一键式测量,只需按一个启动键,既可完成尺寸测量,使用方便;采有非接触式光谱共焦测量具有快速、高精度、可测微小孔、非接触等优点,可测量Z轴高度,解决测高探头接触对部分产品造成损伤的问题;大市场光学系统可一次拍取整个工件图像,可使检测精度更高,速度更快。并且可以概据客户需要,进行自动化扩展,配合机械手自动上下料,完全可做到无人化,并可进行 SPC 过程统计。为客户提供高精度检测的同时,概据 SPC 统计数据,实时对生产数据调整, 提高产品质量,节约成本。

  • 低频电磁场测量系统的问题

    [b]低频电磁场测量系统NBM550+EHP50F+EF0391 大家有用过这个仪器吗? 是不是一个主机加两个探头,用来测工频电磁场密度还有工频密度的啊? 可是我看详细配置怎么是 [/b][list=1][list=1][*][b]电磁辐射分析仪主机,[/b]2.[b]射频电场探头, 3[/b].[b]工频辐射测量仪(可同时测量电场和磁场合;工频辐射测量仪与显示主机连接光纤不小于5m,以避免人员对测量的影响;工频辐射测量仪能够独立测量并存储数据,不需要使用额外的专用主机,可使用普通电脑作为显示单元,独立工作时间不小于24小时。) 这个工频辐射测量仪不是探头吗? 怎么回事?为什么还是可单独使用并且还能同时测电场和磁场呢?[b][/b][/b][list=1][/list][list=1][list=1][/list][/list][list=1][list=1][list=1][/list][/list][/list][list=1][list=1][list=1][/list][/list][/list][list=1][list=1][list=1][/list][/list][/list][/list][/list][list=1][/list][list=1][/list][list=1][/list]

  • 表磁测量测试系统TD84

    表磁测量测试系统TD84

    TD8410 / TD8411 是专用于测量环型、柱型永磁材料表面磁场分布的系统,由计算机及软件、高准确度 A/D 转换、内置数字特斯拉计、高线性霍尔测试探头、和旋转平台组成,具有设计先进、简单实用、操作方便等特点。该系统可对样品的全自动(TD8410)二维或(TD8411)三维扫描,分析样品表面磁场分布情况。[color=#0d0d0d]主要应用[/color][color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]被测样品形状:柱型永磁体、多极磁环、磁瓦、小型电机转子等。[color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]测量表磁参数:极数、极性、磁极的峰值、角度、面积、宽度和半宽高。[color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]测试参数分析:每个表磁参数的结果中均包含最大值、最小值、平均值、标准差。[color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]绘制表磁曲线:各极磁环的极坐标磁场分布曲线和二维磁场分布曲线图。[color=#0d0d0d]系统主要特点[/color][color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]系统内置高精度数字特斯拉计,测试范围:0 [color=#0d0d0d]~[/color] 20000 G,测量准确度达 ± 0.5% 。[color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]霍尔探头的传感芯片由耐磨材料封装,材质有弹性不易折断。[color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]采用万向手臂夹持霍尔探头,使霍尔探头在 X、Y、Z 三个方向都可方便、准确的调节。[color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]旋转平台采用专业的精密步进电机,细分度可达 60000/360°。[color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]卡盘及轴承选用进口品牌,同心度达 0.05 mm,运行更加平稳。[color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]配计算机软件,除设置参数外,所有测量过程全自动完成;测试速度可调,最快可达 12 次 / 秒。[color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]软件能自动侦测磁极扇区零点,并优化了对电机的控制,使启动和停止点可完美重合。[color=#0d0d0d]扫描平台结构示意图[/color][color=#0d0d0d][img=,690,442]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808011556190138_8208_3123500_3.png!w690x442.jpg[/img][/color][color=#0d0d0d]磁测量及机械性能指标[/color][color=#0d0d0d][img=,690,279]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808011556503378_4789_3123500_3.png!w690x279.jpg[/img][/color][color=#0d0d0d]备注:[/color][color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] 若样品超出以上内径、外径夹持范围,可另选配卡盘。[/color][color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] 若需要测量[/color][color=#0d0d0d] [/color][color=#0d0d0d]ABC[/color][color=#0d0d0d] [/color][color=#0d0d0d]密封圈的单极误差和累积误差,可定制。[/color][color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] 外重负载、高细分的旋转平台可定制,最大中心承载[/color][color=#0d0d0d] [/color][color=#0d0d0d]50 k[/color][color=#0d0d0d],最高细分度可达[/color][color=#0d0d0d] [/color][color=#0d0d0d]1800 k[/color][color=#0d0d0d] [/color][color=#0d0d0d]全自动测量软件[/color][color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]全自动控制,智能化判断,最大限度消除人工操作所带来的误差。[color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]实时显示被测磁场值、及磁场曲线,可实时监控采样波形,并可随时中止测试过程。[color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]测试数据多单位可选:高斯(G)、毫特(mT)、奥斯特(Oe)。[color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]可设置报警,可任意设置报警上限、下限;并可选择超限报警后停止测试。[color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]具有与正弦波对比功能,可将被测曲线与标准正弦波进行对比。[color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]可自动测量样品的极数、极性、磁极的峰值、角度、面积、宽度和半高宽。[color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]每一个测试参数的结果中包含最大值、最小值、平均值、标准差。[color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]可自动绘制样品的 X-Y 坐标磁场分布曲线、极坐标磁场分布图、三维磁场分布图。[color=#00b050] ●[/color][color=#0d0d0d] [/color]文件管理功能强大。具有自动保存数据,删除数据,清除全部数据等功能。[img=,685,640]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808011557194588_6135_3123500_3.png!w685x640.jpg[/img]

  • 一般粒度分布测量是通过系统识别和接收光信号来实现的

    [font=&]一般的,粒度分布测量是通过系统识别和接收光信号来实现的。而光信号的强弱又是由悬浮[/font][font=&]液中的颗粒个数决定的。[/font][font=&]以激光法为例,悬浮液中颗粒浓度越高,散射光信号越强,但随之而来的复散射的现象同时[/font][font=&]加剧,影响测量结果;反之悬浮液中的颗粒浓度越低,虽然复散射现象得到缓解,但信噪比[/font][font=&]下降,代表性也不够,同样影响测量结果。其它粒度分布测量方法的情况也类似,所以在粒[/font][font=&]度分布测量过程中合适的颗粒浓度很重要。[/font]

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