我想问一下核磁共振仪器里面的两块超导磁体之间的磁场是匀强磁场吗？假设在其中放入一个带正电荷的粒子，磁场对它的作用力应该是什么方向的呢？怎么分析它的运动轨迹？谢谢
核磁共振波谱仪在空间上由两部分：磁铁或磁体（内含探头）和谱仪主体。高频谱仪采用超导磁体，它与谱仪主体相距较大，以降低磁场对操作人员的影响。 磁铁或磁体产生强的静磁场，以满足产生核磁共振的要求。按(6.10)式，谱仪的磁感强度B0和谱仪工作频率是成正比的。100MHz（以氢核计）的谱仪所需磁感强度为2.35T（特斯拉，1特斯拉等于10000高斯）。100MHz以下的低频谱仪采用电磁铁或永久磁铁。由于电磁铁不可避免地会消耗大量电能，已经停止生产，因此仅采用永久磁铁。200MHz以上高频谱仪采用超导磁体，它利用含铌合金在液氦温度下的超导性质。由含铌合金丝缠绕的超导线圈完全浸泡在液氦中间。为减低液氦的消耗，其外围是液氮层。液氦及液氮均由高真空的罐体贮存，以降低蒸发量。在液氮、液氦均灌装以后，由一套专用的连接装置，通过液氦导管下方的超导线圈电流输入插座，对超导线圈缓慢地通入电流。当超导线圈中的电流达到额定值（也即是产生额定的磁感强度时），使线圈的两接头闭合。只要液氦始终完全淹没线圈，含铌合金在此温度下的超导性则使电流一直维持下去。以上过程为谱仪安装过程中的升场。液氦需及时补充，视不同谱仪而定，约为3至10月。每7至10天则需补加液氮。 磁体的中心为探头，为使磁力线均匀，铅垂，设置有两大组匀场线圈。每大组匀场线圈又由多组线圈构成。后者每组线圈产生一组特殊的磁力线，由它们的综合作用，产生均匀的磁场。两（大）组匀场线圈为低温匀场线圈和室温匀场线圈。低温匀场线圈浸泡在液氦中，升场以后进行调节。室温匀场线圈由分析测试人员在放置样品管后进行调节。 无论是用磁铁或磁体，核磁共振谱仪均要求磁场高度均匀，若样品中各处磁场不均匀，各处的原子核共振频率不同，这将导致谱峰加宽，即分辨率下降。为使磁场匀均，除前面所讲的采用低温和室温两大组匀场线圈之外，还有后面将叙述的使样品管旋转。 我们还要求磁场随时间稳定，这就要采用锁场装置，在核磁共振谱图上显示的是吸收信号，即以频率（或磁感强度）为横坐标，以垂直于共振频率的轴为对称轴的对称信号。事实上，通过对信号"相位"的调整，可以得到色散信号，即以频率变量为横坐标，以共振频率为反对称中心的信号。锁场就采用某一参考信号的色散信号。当磁场未漂移时，色散信号值为零。磁场漂移后，色散信号不为零，产生一个与磁场变化成正比的输出电压，该电压被放大后反馈到适当的线圈，后者反过来给出一个方向相反的磁场。
近期，中国科学技术大学朱弘教授小组利用稳态强磁场实验装置电子自旋共振等测试系统，研究了压缩应变(La,Ba)MnO3薄膜中的磁晶各向异性，其研究结果近期发表于《应用物理学杂志》（Journal of Applied Physics）。 中国科学院强磁场科学中心的科学实验测试系统包括输运实验测试系统、磁性实验测试系统、磁光实验测试系统、极低温实验测试系统、高压实验测试系统和组合显微系统。朱弘小组此次实验就是利用磁性实验测试系统中的“电子顺磁共振谱仪”，进行了一系列研究。其实验结果表明，在Sr或Ca掺杂的锰氧化物铁磁薄膜中容易磁化轴沿拉伸应变方向。该工作利用转角铁磁共振技术，发现在Ba掺杂的薄膜中情况正相反，易磁化方向对应面内的压缩应变方向。实验得到面外共振位置高达12千奥斯特（kOe），表明除了形状各向异性外，磁晶各向异性非常可观，且是易面的。这种磁晶各向异性“异常”的表现反映了锰氧化物与Bethe-Slater曲线的物理内容相一致。(La,Ba)MnO3和Co、Ni相同，易磁化轴沿压缩方向；而另两种掺杂的锰氧化物(LaCa),(LaSr)和a-Fe一样表现相反。 强磁场科学中心成立于2008年4月30日，是国家发改委支持的“十一五”国家重大科学工程。中心的长远预设目标包括强磁场的产生、强磁场下的物性研究以及依托强磁场实验装置进行科学技术发明，其实验设施包括磁体装置和科学实验测试系统。2010年，部分磁体装置及测试系统建成，已开始先期投入试运行并陆续向用户开放，基本实现“边建设边运行”。 稳态强磁场实验装置项目建设总目标是建立40T级稳态混合磁体实验装置和系列不同用途的高功率水冷磁体、超导磁体实验装置，使我国的强磁场水平跻身于世界先进行列。目前四台超导磁体中的SM3与配套核磁共振谱仪完成联调，并已开展了多项结构生物学和药物学方面的研究，SM2已调试成功，正与组合显微测试系统SMA联调。磁体装置方面，强磁场中心现已成功研制出国内首台铌三锡管内电缆导体的超导磁体以及我国首台井式真空充气保护大型铌锡线圈热处理炉系统。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201208/W020120820347280715931.jpg
磁场腔内的磁体通常是什么磁体？一般什么仪器用什么样的磁体？是不是厂家不同磁体不同？还是200M或300M的仪器不同磁体不同？
牛津仪器纳米科学部推出一系列最新产品，可以为中子散射研究提供低温高磁场的样品环境（低温至25mk, 磁场至15T）。 牛津仪器有独一无二的多领域科研团队，与从事中子散射研究的科学家团体有着多年的合作。牛津仪器为能设计出应用于中子散射研究的低温磁场系统而感到骄傲，我们一直处于该领域的最前沿。牛津仪器超导部此次研发出的新仪器是 VarioxAc-TL, Tritontm DR制冷机 和新型超导磁体。 [color=red]【由于该附件或图片违规，已被版主删除】[/color]
[size=3][font=宋体]磁场系统[/font][font=宋体]提供被加速的带电粒子在所控制的轨道中做圆周运动所需要的磁场强度，由磁铁、线圈、磁场电源配给系统（[/font][font=Times New Roman]Magnet Power Supply PSMC[/font][font=宋体]）等组成。[/font][/size][size=3][font=Times New Roman] [/font][font=宋体]现代医用回旋加速器的磁场结构设计根据粒子动力学和[/font][font=Times New Roman]LH Thomas[/font][font=宋体]的轴向聚焦理论采用与传统回旋加速器的平面磁极不同的扇形磁极，其形成的深谷磁场代替了传统的匀强磁场。常用的扇形磁极有直边扇形磁极、螺旋扇形磁极和分离扇形磁极等。[/font][/size][size=3][font=宋体]回旋加速器的磁体常见的有方形和[/font][font=Times New Roman]C[/font][font=宋体]形两种结构，[/font][font=宋体]前者由两个横梁和两个立柱组成的磁轭加上两个磁极构成，是普通回旋加速器普遍采用的结构。而分离扇形的等时性回旋加速器则常采用后者，它可提供较多的空间来安放束流的其它设备。回旋加速器的磁铁通常由含碳量极低的工业纯铁或低碳钢制成。[/font][color=#eaeaea][size=5][/size][/color][/size][size=3][font=宋体]回旋加速器的工作磁场[/font][b][i][color=blue][size=3][font=Times New Roman]B[/font][/size][/color][/i][/b][font=宋体]愈高，其基本造价就愈低。从经济的观点看，[/font][b][i][color=blue][size=3][font=Times New Roman]B[/font][/size][/color][/i][/b][font=宋体]愈高愈好。然而，磁场过高时，磁体钢材的导磁率将迅速下降，发生“磁饱和”现象，此时不仅磁体激磁的效率大大下降，从而可使造价和运行费用反而升高，更重要的是磁场的分布将随激励水平的高低而发生显著变化，这将会给加速离子能量和品种的调节造成巨大的困难。因此，通常将[/font][b][i][color=blue][size=3][font=Times New Roman]B[/font][/size][/color][/i][/b][font=宋体]选择在[/font][font=Times New Roman]1.2~2.0[b][color=blue][size=3]T[/size][/color][/b][/font][font=宋体]之间。离子种类和能量固定的加速器的磁感应强度往往选在[/font][font=Times New Roman]2.0[b][color=blue][size=3]T[/size][/color][/b][/font][font=宋体]附近，离子和能量可变的加速器则选择在低限附近。[/font][/size][size=3][font=宋体]回旋加速器的磁铁通常用磁钢的锻件制成，也可用若干厚钢板迭焊后再进行加工而制成。为了达到高的磁感应强度[/font][b][i][color=blue][size=3][font=Times New Roman]B[/font][/size][/color][/i][/b][font=宋体]，所用的材料必须是饱和磁感应强度高的磁钢。钢材中的杂质（主要为碳）可造成饱和磁感应强度下降，因此通常采用含碳量极低的工业纯铁（“阿姆科”软铁）或低碳钢作为回旋加速器主磁铁铁芯的材料。[/font][/size][font=宋体]近年来，由于超导磁体技术的进展，已成功地将该技术应用于回旋加速器，建成了超导回旋加速器，这类加速器的磁体主线圈是用铌钛和铜的合金材料制成。当液氮将线圈冷却到[/font][font='Times New Roman']4.2K[/font][font=宋体]时，通过的电流高达[/font][font='Times New Roman']34000A[/font][font=宋体]，可产生约[/font][font='Times New Roman']5.0T[/font][font=宋体]的强磁场。在这样的条件下，回旋加速器的尺寸只是常规型的[/font][font='Times New Roman']1/3~1/2[/font][font=宋体]左右，而磁体的运行费用仅为常规的[/font][font='Times New Roman']1/10[/font][font=宋体]。[/font]
新闻资讯新闻资讯中国制造打破国外垄断───美时医疗7T超高场成像磁体实现“零”的突破发布时间：2016-01-25 2016年1月18日，美时医疗技术有限公司的励磁车间内一片欢腾，特斯拉计的读数停留在了激动人心的7.0366T，这标志着全亚洲首台自主研发生产的7T超高场成像磁体的诞生。 http://www.time-medical.com.cn/uploads/7Tesla.png 美时医疗的超高场磁体团队历时多年的研发、设计以及制造，通过大量的模拟和计算，制定了详尽的计划和方案，该款磁体第一次励磁测试便成功达到7T的磁场强度。该磁体通过特殊的磁体设计和精湛的制造工艺，使磁体总重量小于2吨，同时保证了液氦的零消耗，磁场漂移小于0.1ppm/h。 在过去三十年间，超导磁体技术一直被三家外国公司所垄断，尤其是4.7T以上的超高场磁体技术，全球范围内仅有2家企业具备研发和制造能力。而在这之中，用于成像的超高场磁体更是难上加难。核磁共振成像因其对被扫描对象的无创性，及在软组织成像上的高灵敏度，与其他软件平台和数学工具的自然紧密配合等独特优势，在大脑研究中被广泛应用，可以对大脑的代谢、运作、逻辑、语言和思维等各方面进行研究。分子成像可有效地揭示细胞的运作状态，揭示药物在活体细胞中的作用和机理，对于病理学和药理学的研究能起到关键作用。脑功能成像可研究人类的思维活动，了解大脑的运作机制，探索大脑学习和认知的秘密。核磁共振技术对于中风等一些脑部疾病的早期诊断和预防也能起到至关重要的作用。 由于超高场磁体的高度垄断和技术壁垒，使其价格始终居高不下，这严重阻碍了中国磁体技术、脑科学和生物制药等领域的应用研究。美时医疗通过多年的技术积累，经验沉淀和刻苦研发，终于打破了外国公司在超高场磁体领域的垄断，创立了中华第一的自主品牌，为中国科技的发展作出卓越贡献。© 美时医疗控股有限公司 2010‐2015版权所有首页 联系我们
科技日报 2013年10月26日http://www.wokeji.com/shouye/zbjqd/201310/W020131026041724991736.jpg INUMAC成像仪，其主超导线圈由170千米的铌—钛合金制成，在通电和液氦制冷条件下能产生11.75特斯拉的磁场强度。 科技日报讯 （记者常丽君）据物理学家组织网10月25日（北京时间）报道，世界最强的磁共振成像仪（MRI）即将建成，预计可在2015年初拍摄第一张图像。该机器能产生11.75T（特斯拉）的磁场强度，足以举起60吨的重型坦克。此前的最强记录是美国伊利诺斯大学的9.4T成像仪，大型强子对撞机上的超导磁体也只有8.4T。新仪器能以前所未有的精度拍摄人类脑图像，帮科学家在脑研究领域攻克新难题，做出新发现。 该扫描仪项目称为“采用高场磁共振与对照孔技术的神经疾病成像（INUMAC）”，由法国和德国于2006年共同发起，预计成本2亿欧元，已进行了7年。今年夏天，超导线制造商Luvata公司交付了约200千米长的超导铌—钛线。在1.8K（开尔文）绝对温度下用超流氦制冷时，这些线可载流1500安培。制造的关键是一种新型的盘绕设计，允许液氦能到达所有需要制冷的地方。 标准医用扫描仪的空间分辨率为1毫米，覆盖约1万个神经元，时间分辨率约为1秒。而据法国替代能源与原子能委员会项目主管皮埃尔·韦德林介绍，INUMAC能达到0.1毫米，1000个神经元，看到1/10秒内的变化。有了这种分辨率，MRI能提供更精确的脑部功能成像，探测到多种脑病早期信号，如老年痴呆症、帕金森症，还可能检测治疗效果。 一般的MRI只能拍摄与氢核相关的较强信号，新仪器场强更高，可能拍摄到钠或钾原子核发出的更弱信号，以此获得有用的生理信息。虽不能拍摄单个神经元的活动，但在解码与个人内心思想和梦境有关的脑波图时，能提供比以往更高的精确度。 这么高的场强也引起人们的担忧。首先对内置设备制造商来说，要确保设备在巨大磁孔道内的安全，难度大大增加。此外，两位数的场强会对人体组织产生什么影响，人们还不完全了解。对此，除了利用计算机模型与模拟来指导如何使用，物理测试也必不可少。 韦德林表示，希望明年9月能交付全部的组装磁体，经3个月的测试后再加入成像系统的其他部分。 总编辑圈点 长久以来，科学家一直希望更多地了解人类的大脑，直到脑功能成像技术的出现，人们终于第一次直接“看”到了自己“顶头上司”的活动。作为目前最重要的脑功能成像技术，磁共振自从诞生就开始得以飞速发展和广泛应用。尤其是近些年，为了看得更真切，科学家不断在更高场强上做文章，从3T到9.4T，再到如今不可思议的11.75T！不过，新纪录保持者的安全性真着实需要更严苛的检验，11.75T真不是闹着玩儿的，弄不好，隔壁房间有块铁疙瘩也会带来严重后果。
记一次脉冲强磁场设备维修原创：大陆2015-11-13一、前言磁场设备是磁学研究中产生磁场的设备，根据可产生最高磁场强弱可以分为亥姆赫兹线圈、永磁场发生器、电磁铁、超导磁体与强脉冲磁场发生器几种，其中使用脉冲磁场发生器原理是短时间通大电流产生强磁场，在相同的散热及供电功率等配套条件下可以产生比稳恒磁体强一个数量级以上的磁场，因而可以在物理、化学与生物研究中需要强场的场合应用。目前脉冲强磁场能产生的最高磁场的世界纪录超过2千特斯拉，不过这些极端磁场的产生过程伴随爆炸冲击波作用，只是一次性的产生，线圈无法再次使用，而且需要防爆实验环境；能够重复使用同一个线圈可控产生的脉冲强磁场最高约1百特斯拉，这需要配套专门的实验室与供电通道；在普通实验室条件下对脉冲磁场发生装置的需求一是不需要专门的电力改造，且整个装置方便移动，不过产生的磁场最高超过10特斯拉，我们实验室(磁学国家重点实验室)就有一套这样的样机设备，是实验室几位老前辈在1990年前后自己做的，设备整体照片如图1，它的主体分为充放电控制模块、线圈负载与电容柜(如图02中肚子里主要装的是1kV，0.1mF的电容阵列，合计98个，总容量9.8毫法拉) 、。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573466_1611921_3.png图01 脉冲强磁场装置照片http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573467_1611921_3.jpeg图02 脉冲强磁场装置中的电容二、故障及诊断维修前段时间有使用者在使用过程中发现设备电容无法充到设定电压，从而无法放电产生磁场。首先通过沟通，获知设备是在用户更换自己的负载线圈之后引起，用户自己的负载线圈电感约10纳亨，而设备标配的负载线圈是280微亨，相差4个数量级；然后结合图03所示的脉冲强磁场的电路分析故障在充电模块；最后打开机柜，通过肉眼观察线路板与元器件，如图04所示，可以看到大功率晶闸管的散热固定木柱有裂纹，从而将故障诊断在晶闸管上。值得一提的是，必须赞一下实验室前辈们：在设备制造过程中保留着晶闸管的铭牌，这样尽管他们退休好多年了，设备出现问题，后人还可以找到配件的线索。将晶闸管拆下来后发现正反向都是导通状态，显然控制端无法控制其单向积累电荷给电容充电，因而根据铭牌上的最大电流500A、耐压1800V、控制电压1.5V指标购买替换晶闸管，幸运的是市场上还能找到同样规格的KP-500A晶闸管，买回来替换上后测试发现仪器可以正常充放电，至此维修工作完成。简单分析其原因是使用者将负载换成特别轻的电感，这样在最高800V充电后，电感几乎不能增加阻抗，此时放电回路电路中的阻抗幅值约0.5欧姆，导致放电回路中的电流瞬间超过1600安培，而晶闸管的最高承受电流只有500安培，所以损坏导致故障。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573468_1611921_3.gif图03 脉冲强磁场装置充放电原理电路图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573469_1611921_3.png图04 脉冲强磁场装置充放电电路照片http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573470_1611921_3.jpeg图05 更换的晶闸管照片三、测试验证我们知道，设备维修让设备能工作与是否适合科学研究是两码事，为了让使用者更好的在该设备上开展研究，需要在正常工作的基础上对其性能做一次测试验证，测量不同充电电压对应在标准负载线圈中的放电脉冲磁场。测试用到的工具是带轴向(霍尔传感器)磁场探头的特斯拉计(高斯计)，与一台示波器，如图06所示，由于仪器尾部自带有BNC模拟接口，将其连在示波器上，但初步测试发现仪器标配的模拟信号在较高磁场下有饱和截断平台，如图07所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573471_1611921_3.png图06 测试验证需要的仪器http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573472_1611921_3.png图07 直接使用模拟信号观测脉冲场波形经过与特斯拉计的工程师交流，得知其模拟输出的是原始霍尔电压信号放大10倍并做滤波限幅保护等电路处理之后输出的结果，而设备限幅4V，对应典型传感器最高只能测量4T的磁场。我们目前的应用明显要测量超过4T的磁场，那么要想获得高于4T的模拟脉冲信号，怎么办呢？使用原始(未经放大、调理、限幅处理的)霍尔电压信号！于是打开特斯拉计机箱，如图08所示，http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573473_1611921_3.png图08 特斯拉计内部电路结构http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573474_1611921_3.png图09 改变模拟BNC输入线的接入位置做好以上的准备工作后，开始进行测量系统标定，为了简便，这里使用一块永磁体产生磁场做动态模拟电压-磁场标定，放在探头边上，通过调节距离改变特斯拉计的输入磁场，记录特斯拉计与示波器上直流信号的平均值，绘制成曲线并拟合如图10所示。然后将磁场探头放入负载线圈的中心位置，测量不同放电电压下产生的脉冲磁场波形，并根据指数衰减放电函数拟合出峰值与脉宽，如图11所示。最后将所有的初始放电电压获得的脉冲磁场信号曲线的拟合结果汇总可得脉宽不随放电电压变化，恒定约1毫秒，峰值磁场与初始放电电压关系经拟合满足为B(特斯拉)=20V(千伏)关系，该设备在最高800V电压充电时产生峰值磁场约16T，使用相对简单的原理与低成本[c
是不是在超导体的外面三个方向都再加线圈，让它产生三个方向的梯度磁场，如果梯度大的话说明仪器产生的梯度变化大，所得到的结果就就应该显著。那么到底梯度磁场有多大呢？它不应该影响超导体的净磁场，但是太小又不能发挥作用，想知道对于被测样品，静磁场和梯度磁场的大小关系。
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
中国永磁体再次“出征”大宇宙http://www.gov.cn/jrzg/images/images/001aa04b41620f3bf5e101.jpg5月16日，高精度粒子探测器——“阿尔法磁谱仪2”搭乘美国“奋进号”航天飞机驶入寰宇。未来10年或更长时间里，“阿尔法磁谱仪2”将在国际空间站运行，寻找反物质和暗物质。据介绍，“阿尔法磁谱仪2”体内有一颗强大的“中国心”——一块“MADE IN CHINA”、内径约1.2米、重约2.6吨、中心磁场强度1370高斯的环形巨大永磁铁。它选择新型高磁能积钕铁硼材料，采用独特的“魔环”结构磁路设计，64个磁化方向连续变化的永磁条安装其中。这种结构使永磁体磁场约束在AMS磁体内部，使它符合太空运行要求，帮助“阿尔法磁谱仪2”寻找反物质和暗物质。
[font=&][size=16px][color=#191919]nmr核磁共振仪（Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer，NMR Spectrometer）是一种用于进行核磁共振实验用的科学仪器。它通过应用强磁场和射频脉冲，对物质中的核自旋进行激发和检测，从而获取样品的核磁共振谱图。[/color][/size][/font] nmr核磁共振仪实验用通常由以下主要组件组成： 1.磁体（Magnet）：磁体是核磁共振仪的核心部件，产生强大的恒定磁场。高场核磁共振仪通常使用超导磁体，而低场核磁共振仪可能使用永磁体或传统磁体。 2.射频系统（RF System）：射频系统产生射频脉冲，并将其传输到样品中，用于激发和探测样品中的核自旋。它包括射频发生器、射频放大器、射频探头等。 3.梯度线圈（Gradient Coils）：梯度线圈用于在空间中创建非均匀磁场，从而实现空间定位和成像功能。梯度线圈通常是用于核磁共振成像（MRI）的核磁共振仪的关键组件。 4.控制系统（Control System）：控制系统用于控制和操作核磁共振仪的各个组件，包括磁场控制、射频脉冲控制、数据采集和处理等。 5.计算机系统（Computer System）：计算机系统用于数据采集、处理和分析，以及仪器控制和实验参数设置。它通常与核磁共振仪的控制系统紧密集成。 nmr核磁共振技术的优点是具有高灵敏度、无需对样品进行处理、可检测水油含量等，因此在食品、农业、生命科学等领域得到了广泛的应用。不同类型的核磁共振仪具有不同的规格和功能，可根据实验需求和研究领域选择适合的仪器。
永磁体测结构小谱仪的特色_我的个人体会比较目前在国内流行的检测结构的永磁体小核磁共振谱仪, 各具有功能特色, 以下是我个人对这些小谱仪的的体会比较情况:1. PicoSpin45 或 80:l 谱仪大小: 谱仪特别小, 像个大鞋盒, 约 20 公斤重, 随手可以抱起, 是目前所有小谱仪中最小巧的.但是谱仪的使用需要配置外挂电脑与屏幕, 从这点考虑, 体积比它略大但不必使用外置电脑与屏幕的 NMReady 或许更精巧些. 几年前 ThermoFisher 公司放置了一台 PicoSpin80 在我的核磁共振实验室供展示与功能开发, 为了担心仪器的丢失, 该公司特地钻孔接上了特殊防盗链条..l 进样: 不使用传统的 5 mm 核磁管, 而是利用微量注射器把样品溶液 (约 40 微升) 注入特殊毛细管道内, 进入磁体腔内检测. 这种微量进样检测的方式, 十分有特色. 厂家据此宣称可以节省氘代试剂并有环保的功能, 但是说服力不高.l 检测表现: 由于样品量少, 无法实现真正的快速检测. 其他小谱仪检测 0.5mL 样品溶液量扫描一两次可以得到足够信号, 本谱仪需要扫描数十次至数百次. 长时间的检测, 特别仰赖磁体的稳定性.l 存谱与谱图处理: 使用 MestreNova处理. 直接存谱得到的就是 mnova 后缀, 和 MestreNova 联结得特别紧密其他小谱仪的存谱文档有自己的后缀, 借用 MestreNova 打开处理.l 保养: 需要特别防备管道的阻塞问题.因此每日检测后, 必须使用水或乙醇充分冲洗管道移除杂质, 防止溶剂挥发后的样品残留阻塞管路. 毛细管路通到内部的检测界面, 更换价格昂贵, 带来心理的压力.2. HT-60 或 90:l 谱仪大小: 虽然远小于超导磁体的体积体重大小, 但是在所有小谱仪中是比较大号级别与笨重的的. 有两套设备单元: 磁体 (检测区) 和电器控制 (类似机柜), 两个单元的体积都大约是 0.7 x 0.7 x 1 米. 另外还需要配备空气压缩机.l 进样系统: 具有 spin 功能, 这是其他小谱仪没有的. 因此比较笨重. 旋转有助于匀场效果.l 检测表现: 虽然还没有见识谱仪实体, 但是久仰大名. 目前已经推出 200 兆以及宣传 300 兆多年. 就了解, 很大的弊病是谱图没有和 MestreNova 兼容.l 价格了解: 可能是所有小谱仪较便宜的, 在人民币-50 万元之内.3. SpinSolve-46 或 60:l 谱仪大小: 五个小谱仪中排名第三, 和 NMReady 大小相当, 为一两人可抱动范围, 需要配备外挂电脑做操作处理,接上笔记本电脑方便.l 进出样品: 使用 5 mm 的常规核磁管. 由于磁体深藏在底部, 进样时需要使用长塑料套管把核磁管倒入检测区, 操作上有些繁琐..l 检测表现: 使用重水 (90%) 的标样进行锁场匀场, 大约半个小时, 之后可以稳定使用几十个小时.亲自长时间使用的经验感觉, 很满意此谱仪磁体的稳定表现. 检测不含氘代试剂的简易核磁共振氢谱与碳谱效果良好.l 存谱与谱图处理: 感觉不够简明. 每次存谱都需要找寻指定文件夹并输入样品名, 存谱后数据的导出是个压缩包, 需要解压缩, 然后用较新版的 MestreNova 才能打开处理. 网络上广传多年的 6.1 版本无法处理, 是较不方便的地方.l 仪器精致容易操作, 可以建议厂商在展会中 (如仪器展 BCEIA 或波谱展摊) 展出实体当场演示, 必定吸引好奇注意.4. NMReady-60:l 谱仪的大小: 大约一个微波炉大小, 一个人可抱动 小巧性在五个小谱仪中排名第二望一, 比 PicoSpin 略大. 但是若考虑谱仪本身具有屏幕与操作功能, 不必外加电脑, 则胜过 PicoSpin.l 进出样方式: 使用一般常规的5 mm 核磁管, 直接用手拿捏着放入小磁铁上面的洞口或取出, 十分简明方便. 置入后核磁管还露出头约3 公分. 是目前所有小谱仪中, 进样出样最方便的. 比 SpinSolve 需要联结长通道管方便许多. 尤其需要使用到外标毛细管的检测时特别方便.l 检测表现: 有三种混合溶剂标样 (蓝/黄/红) 进行锁场与匀场, 比较复杂. 似乎不同的样品溶液得使用不同的标样管, 正在进一步了解中. 自动匀场有三个界别, 快速的 5 分钟, 中等的 15 分钟, 较长的 40 分钟. 也可以进行手动调匀场 也具有可即使小时匀场效果类似超导谱仪 GS 功能的检视效果 (每几秒自动显示匀场改变的更新谱图).l 存谱与处理过程简单方便: 是五个小谱仪中排名第一方便的. 存谱时自动给编号 (日期+顺序号), 回车就行 自然也可以输入命名, 但是先记录在笔记本, 以后进大电脑再改名就可. 存后的文档为 jdx 后缀, 约 300 KB. 可以方便的拷贝出来使用 MestreNova 打开..l 仪器精致容易操作, 可以建议厂商在展会中 (如仪器展 BCEIA 或波谱展摊) 展出实体当场演示, 必定吸引好奇注意.5. Pulsar-60:l 谱仪大小: 两个单元, 磁体与电子箱, 都大约 0.5 x 0.5x 0.5 米. 图片显示, 谱仪有些笨重,不是一个人能够轻易抱动的 (约 150 Kg).l 进样: 使用传统的 5 mm 核磁管.l 存谱处理: 使用MestreNova.l 检测表现: 目前中国北方没有实体谱仪供上机操作了解机会. 争取近期未来到上海使用了解.
科技日报讯 近日，依托华中科技大学建设的国家脉冲强磁场科学中心（筹）自行研制的脉冲磁体,成功实现了90.6特斯拉的峰值磁场，再次刷新我国脉冲磁场最高强度纪录，使我国成为继美、德后，第三个闯入90特斯拉大关的国家。 中国工程院院士、华中科技大学教授潘垣介绍，磁现象是物质的基本现象之一。当物质处在磁场中，其内部结构可能发生改变，产生新成果。强磁场与极低温、超高压一样，被列为现代科学实验最重要的极端条件之一。它可分为稳态强磁场和脉冲强磁场两大类，其对应的发生装置又分为稳态强磁场装置和脉冲强磁场装置。有资料显示，自1913年以来，世界上有19项与强磁场有关的成果获得诺贝尔奖；仅近30年来，就有8项与此有关的成果获得诺贝尔奖，如量子霍尔效应、分数量子霍尔效应、磁共振成像等。 据国家脉冲强磁场科学中心（筹）主任李亮介绍，产生90.6特斯拉磁场强度的磁体、电源、控制系统等全套装置均为中心自主开发研制。脉冲磁体是产生高强磁场最重要的部件，电流和磁场相互作用在瞬间所产生的强大电动力和急剧温升，是限制磁场强度提高的两大主要因素。与美国、德国90特斯拉级脉冲磁体都采用昂贵的高强高导材料相比，我国磁体制造成本还不到他们同类磁体的1/10。 据称，为实现90特斯拉以上的磁场强度，美国洛斯—阿拉莫斯强磁场实验室用了20年，德国德累斯顿强磁场实验室用了10年，而我国仅用5年就实现了这一水平。（记者刘志伟 通讯员程远） 《科技日报》（2013-08-14 一版）
永磁体测结构小谱仪的特色_我的个人体会比较目前在国内流行的检测结构的永磁体小核磁共振谱仪, 各具有功能特色, 以下是我个人对这些小谱仪的的体会比较情况:1. PicoSpin45 或 80:l 谱仪大小: 谱仪特别小, 像个大鞋盒, 约 20 公斤重, 随手可以抱起, 是目前所有小谱仪中最小巧的.但是谱仪的使用需要配置外挂电脑与屏幕, 从这点考虑, 体积比它略大但不必使用外置电脑与屏幕的 NMReady 或许更精巧些. 几年前 ThermoFisher 公司放置了一台 PicoSpin80 在我的核磁共振实验室供展示与功能开发, 为了担心仪器的丢失, 该公司特地钻孔接上了特殊防盗链条..l 进样: 不使用传统的 5 mm 核磁管, 而是利用微量注射器把样品溶液 (约 40 微升) 注入特殊毛细管道内, 进入磁体腔内检测. 这种微量进样检测的方式, 十分有特色. 厂家据此宣称可以节省氘代试剂并有环保的功能, 但是说服力不高.l 检测表现: 由于样品量少, 无法实现真正的快速检测. 其他小谱仪检测 0.5mL 样品溶液量扫描一两次可以得到足够信号, 本谱仪需要扫描数十次至数百次. 长时间的检测, 特别仰赖磁体的稳定性.l 存谱与谱图处理: 使用 MestreNova处理. 直接存谱得到的就是 mnova 后缀, 和 MestreNova 联结得特别紧密其他小谱仪的存谱文档有自己的后缀, 借用 MestreNova 打开处理.l 保养: 需要特别防备管道的阻塞问题.因此每日检测后, 必须使用水或乙醇充分冲洗管道移除杂质, 防止溶剂挥发后的样品残留阻塞管路. 毛细管路通到内部的检测界面, 更换价格昂贵, 带来心理的压力.2. HT-60 或 90:l 谱仪大小: 虽然远小于超导磁体的体积体重大小, 但是在所有小谱仪中是比较大号级别与笨重的的. 有两套设备单元: 磁体 (检测区) 和电器控制 (类似机柜), 两个单元的体积都大约是 0.7 x 0.7 x 1 米. 另外还需要配备空气压缩机.l 进样系统: 具有 spin 功能, 这是其他小谱仪没有的. 因此比较笨重. 旋转有助于匀场效果.l 检测表现: 虽然还没有见识谱仪实体, 但是久仰大名. 目前已经推出 200 兆以及宣传 300 兆多年. 就了解, 很大的弊病是谱图没有和 MestreNova 兼容.l 价格了解: 可能是所有小谱仪较便宜的, 在人民币-50 万元之内.3. SpinSolve-46 或 60:l 谱仪大小: 五个小谱仪中排名第三, 和 NMReady 大小相当, 为一两人可抱动范围, 需要配备外挂电脑做操作处理,接上笔记本电脑方便.l 进出样品: 使用 5 mm 的常规核磁管. 由于磁体深藏在底部, 进样时需要使用长塑料套管把核磁管倒入检测区, 操作上有些繁琐..l 检测表现: 使用重水 (90%) 的标样进行锁场匀场, 大约半个小时, 之后可以稳定使用几十个小时.亲自长时间使用的经验感觉, 很满意此谱仪磁体的稳定表现. 检测不含氘代试剂的简易核磁共振氢谱与碳谱效果良好.l 存谱与谱图处理: 感觉不够简明. 每次存谱都需要找寻指定文件夹并输入样品名, 存谱后数据的导出是个压缩包, 需要解压缩, 然后用较新版的 MestreNova 才能打开处理. 网络上广传多年的 6.1 版本无法处理, 是较不方便的地方.l 仪器精致容易操作, 可以建议厂商在展会中 (如仪器展 BCEIA 或波谱展摊) 展出实体当场演示, 必定吸引好奇注意.4. NMReady-60:l 谱仪的大小: 大约一个微波炉大小, 一个人可抱动 小巧性在五个小谱仪中排名第二望一, 比 PicoSpin 略大. 但是若考虑谱仪本身具有屏幕与操作功能, 不必外加电脑, 则胜过 PicoSpin.l 进出样方式: 使用一般常规的5 mm 核磁管, 直接用手拿捏着放入小磁铁上面的洞口或取出, 十分简明方便. 置入后核磁管还露出头约3 公分. 是目前所有小谱仪中, 进样出样最方便的. 比 SpinSolve 需要联结长通道管方便许多. 尤其需要使用到外标毛细管的检测时特别方便.l 检测表现: 有三种混合溶剂标样 (蓝/黄/红) 进行锁场与匀场, 比较复杂. 似乎不同的样品溶液得使用不同的标样管, 正在进一步了解中. 自动匀场有三个界别, 快速的 5 分钟, 中等的 15 分钟, 较长的 40 分钟. 也可以进行手动调匀场 也具有可即使小时匀场效果类似超导谱仪 GS 功能的检视效果 (每几秒自动显示匀场改变的更新谱图).l 存谱与处理过程简单方便: 是五个小谱仪中排名第一方便的. 存谱时自动给编号 (日期+顺序号), 回车就行 自然也可以输入命名, 但是先记录在笔记本, 以后进大电脑再改名就可. 存后的文档为 jdx 后缀, 约 300 KB. 可以方便的拷贝出来使用 MestreNova 打开..l 仪器精致容易操作, 可以建议厂商在展会中 (如仪器展 BCEIA 或波谱展摊) 展出实体当场演示, 必定吸引好奇注意.5. Pulsar-60:l 谱仪大小: 两个单元, 磁体与电子箱, 都大约 0.5 x 0.5x 0.5 米. 图片显示, 谱仪有些笨重,不是一个人能够轻易抱动的 (约 150 Kg).l 进样: 使用传统的 5 mm 核磁管.l 存谱处理: 使用MestreNova.l 检测表现: 目前中国北方没有实体谱仪供上机操作了解机会. 争取近期未来到上海使用了解.
看上去银光闪闪的，貌似是不锈钢，但钢铁又是很容易磁化的，显然又不大可能是钢铁这类的磁性材料
2012年12月27日 来源： 中国科技网 作者： 杨雪 中国科技网讯 据《自然》杂志网站近日报道，意大利比萨的NEST纳米科学研究所的科学家在最新研究中发现，磁场能控制个体间热流传递的方向，使热量可能从较冷个体传递到较热个体。 物理学家布莱恩·约瑟夫森曾在1962年预测，电子可以在两个被一层薄绝缘体分开的超导体之间“打开通道”，这一过程在传统物理学中是不允许的。约瑟夫森随后制作了超导量子干涉器件(SQUIDs)，SQUIDs包括两个Y形的超导体，连接形成回路，还有两个绝缘薄片夹在中间。 该研究所的弗朗西斯科·贾佐托和玛丽亚·何塞·马丁内斯·佩雷斯测量了SQUIDs器件的热特性，即里面的电子如何进行热传递。他们对SQUIDs器件的一端进行了加热，并测量了与之相连的电极温度。结果发现，当他们改变穿过回路的磁场时，流过SQUIDs器件的热量也会跟着变化。 该发现在一定程度上颠覆了热传递，使热量可能从较冷个体传递到较热个体。这显然违反热力学第二定律——热量永远从较热个体传递到较冷个体。但贾佐托认为，上述过程其实完全合理，因为只有部分热流发生相位变化。如果仅考虑单电子热传递，净流仍然是从热端到冷端。 这种热流的变换可以依据该超导体的“相位”来解释，波函数波峰和波谷的位置描述了SQUIDs器件回路中的超导电子对。最大热流发生在当回路一半的波峰与另一半的波峰相遇时，反之，当波峰与波谷相遇，热流处于最小值。磁场使这些相位相互转换，从而改变热流。 荷兰代尔夫特理工大学的克莱普维克认为，贾佐托他们的研究“可爱”但“不惊人”，并怀疑其实际应用价值。他说：“唯一可能的领域是固态制冷，取代低温冷却液。” 但贾佐托认为，研究有助于实现微型高效热机的开发。他也希望该研究成为“相干热量”的基础，用热交换代替电信号传递信息。之前，贾佐托和其他人已经建造了用电而不是磁来控制热交换的设备。 《科技日报》 2012-12-27（二版）
本人超级菜鸟！没用过电镜，只是对扫描电镜的原理感兴趣，最近有个想法，[color=#000000]扫描电镜中的磁透镜采用钕铁硼永磁体，钕铁硼的剩磁可达几T，如果再做一个合适的极靴，或采用极靴的原理做一个磁场集中器，那磁感应强度估计高出很多，这样不仅比电磁透镜的效率高，还几乎不耗能量，唯一缺憾是失去了可调性，但是可以通过调整电子束加速电压或调解磁透镜位置来调解焦距，虽然可调性降低但是可以做成微可调的，分辨率固定的（保持在最大分辨率）。[/color]
是超导体的尺寸还是纯度还是配方啊？为什么之前磁体要依赖进口呢？
小弟在做核磁共振仪中的梯度磁场设计，不知道梯度磁场大小和均匀磁场强度的关系才能和样品发生共振。[em54]
[align=center][color=#3366FF][b]超导量子干涉仪SQUID磁性测量的基本功练习[/b][/color][/align][align=center][color=#00b050]原创：王利晨 博士，美国Quantum Design公司[/color][/align][align=center][color=#00b050]推荐：陆俊 工程师，中科院物理所磁学室[/color][/align][align=center][color=#00b050]2017年7月27日[/color][/align][align=left][color=#00b0f0]一、引言[/color][/align][align=left]当今直流磁矩测量最精确的技术是SQUID(superconductor quantum interference devices, 超导量子干涉仪)，尤其是DC-SQUID(直流超导量子干涉仪)最低可探测 1e-10 Oe数量级的磁场，即地磁场的百亿分之一，与胎儿的大脑产生的磁场相当。DC-SQUID的工作原理由两个完全一样的超导体-绝缘体-超导体组成的约瑟夫逊结(SIS Josephson junction,简称约结，如Nb-Al2O3-Nb,)并联而成，在没有外场的情形下，超导电流在两个约结中无差别的隧穿(tunneling of Cooper pairs)，似乎绝缘体的阻挡并不存在。而当垂直SQUID环面方向存在外加磁通量时，假设SQUID自身电感不计，这两个约结因为在感应电流环路中分处磁通两侧而对外加磁通的响应电流刚好相反，于是引起超导电流在两个约结中的相位产生差异，该相位差随外加磁通量的变化线性变化。SQUID的总超导电流根据基尔霍夫定律(Kirchhoff's law)等于两个约结超导电流之和: I = I1+I2，在特定外磁通大小比如等于磁通量子(flux quantum, Φ0=h/2e=2.07×10-15 Wb)半奇数倍的情况下I1 和I2相位相差π/2，总超导电流I将恒为零，除非SQUID脱离超导态而变成普通导体，也就是说此时不存在贯穿SQUID的超导电流；而在外磁通为量子磁通的整数倍时I1 和I2相位一致，此时可贯穿SQUID的最大超导电流和单个约结能够传导的超导电流一致；这样，在外磁通变化时可贯穿SQUID的最大超导电流(SQUID两端电压保持为 0)与外磁通的依赖关系相当于形成干涉(Fraunhofer diffraction)，这种相干干涉的结果是SQUID的有效最大超导电流随外场微小变化而剧烈震荡，如图01所示，因而可以实现超灵敏磁探测。前面简单介绍了DC-SQUID的工作原理，实际上还有一类射频超导量子干涉仪RF-SQUID，它与DC-SQUID的不同在于它只有一个约结，在单约结环路中不可能象DC-SQUID那样可通过贯穿电流来应用，而只能通过电磁感应引入交变电流加以应用。RF-SQUID在使用过程中同样通过磁通变换器和磁通锁相技术提高测量灵敏度，但由于其自身不存在象DC-SQUID的本征差分结构，其灵敏度相比没有DC-SQUID高(相差约一个数量级)，不过由于RF-SQUID制作简单且成本较低，它在商用设备中常被应用。对于纳米磁性材料与反铁磁材料等磁矩较弱的样品，SQUID通常是不可替代的磁性测量仪器。目前国际上商用SQUID磁性测量仪器主要由美国的Quantum Design公司与英国的Cryogenic公司，在国内市场份额100%由前者占领，中国有几家单位做SQUID器件，但可惜尚未见整套SQUID磁性测量仪器产品推向市场。[/align][align=left]因为SQUID属于高冷的小众化产品，其制样、测量过程鲜见有人公开，本文考虑到制样过程涉及到磁性测量注意事项不仅仅用于SQUID，而且适合其他类似磁测量仪器比如振动样品磁强计VSM，进行详细的讨论和分享。[/align][align=center][img=,690,520]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_01_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图01 SQUID器件高灵敏磁测量原理图[/align][align=left][color=#00b0f0]二、开关机[/color][/align][align=left]开关机是任何设备操作的必要过程，需要注意次序合乎规范，分别简介如下。[/align][align=left]1. 开机：开总电源开关（主机背面左侧）→开系统控制开关（主机正面右侧）→开计算机控制开关（主机正面左侧）→ 登陆计算机（初始密码为空）双击桌面上的MultiVu 图标进入测量操作系统系统→初始化过程大约1～2分钟→关闭自检结果提示消息框，准备测量。[/align][align=left][/align][align=left]2. 电网停电前，进行关机操作：关闭MultiVu测试系统关闭过程，1～2分钟自动完成关计算机→关系统控制电源（主机正面右侧）→ 关总电源（主机背面左侧）。[/align][align=left][/align][align=left]3.怀疑是信号端口等软件问题时，执行重启操作：退出MultiVu操作系统→关计算机→关系统控制电源→开系统控制电源→开计算机→进入MultiVu操作系统，此过程不需要关闭总电源。[/align][align=left][color=#00b0f0]三、样品制备[/color][/align][align=left]制备过程分为以下几步。[/align][align=left]1、取样称量，需要mg级精度，铁磁性样品最好少于1mg（否则较高磁场下SQUID探测器容易饱和失真），形状接近球形或正方形。[/align][align=left]2、做实验前准备好各种工具，如图02所示，需要注意：自己洗手，防止油性物质；擦洗剪刀等工具上的脏东西；尽量使用塑料镊子。[/align][align=center][img=,304,538]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_02_1611921_3.jpeg[/img][/align][align=center]图02 制样工具图片[/align][align=left]3、样品固定架尺寸很重要，为避免样品在测量过程中移动或晃动，需要有较稳固的固定措施，最方便的是借助胶管自身做固定支架，如图03所示，胶管内径6毫米，所以中间插的横向胶管尺寸7毫米最合适，太小容易卡不紧，太大做交流磁化率测量的时候放不进腔体。[/align][align=center][img=,287,509]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_03_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图03 样品固定支架示意[/align][align=left]4、张飞也得会穿针，使用胶带将样品与固定支架绑劳，将胶带一头折叠，这样避免了胶带到处粘东西的问题，在穿过空管的时候也不会粘到空管，如图04所示。[/align][align=center][img=,526,290]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_04_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图04 胶带穿过固定支架[/align][align=left]5、固定样品，排除胶带与样品之间的空气，如图05所示。[/align][align=center][img=,290,437]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_05_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图05 将样品封进胶带[/align][align=left]6、使用另一片胶带固定样品，保证样品在测试过程中不会乱动，平行垂直皆可实现，如图06所示。[/align][align=center][img=,267,449]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_06_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图06 将样品通过固定支架安装进测量柱[/align][align=center][img=,669,528]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707281810_01_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图07 薄膜样品垂直膜面样品安装示意图[/align][align=left]7、样品也要透透气，样品卡入胶管中，为了快速实现热平衡，在胶管上下各开几个小洞，如图07所示。此处需要非常注意，小洞尽量开在胶管两段，这样在震动或者提拉测试的过程中小洞不会出现在鞍区。测试过程中要保证测试区域内背景一致，这样才可以减小误差。[/align][align=center][img=,296,444]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_07_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图08 在样品柱上扎热、气交换孔[/align][align=left]8、腰杆要摆直。要保证胶管和所连接的测试杆两截成一条直线，否则在测试过程中非常容易碰壁。如图08所示。[/align][align=center][img=,265,470]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_08_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图09 确认样品柱与测量杆准直[/align][align=left][/align][align=left][color=#c24f4a]注意：使用[/color][color=#c24f4a]SQUID[/color][color=#c24f4a]磁性测量杆时，无论安装样品托还是卸载样品托，均应将样品杆放置好，一只手固定住蓝色的接头部分，另一只手拧石英或铜样品托的塑料接头部分。不合理用力容易导致其折损，此杆属于特制无磁纤维材料制成，质脆，一旦造成损坏，修复起来有难度，买根新的需要人民币约[/color][color=#c24f4a]7000[/color][color=#c24f4a]元。[/color][/align][align=left][color=#00b0f0]四、样品安装[/color][/align][align=left]保证测量数据的正确性，样品的安装调试尤为重要。即待测样品正确安装固定在样品托（sample holder）上后，主要要做到以下几点：[/align][align=left]1、样品在杆上：要同心[/align][align=left]样品托（sample holder）固定到样品杆（sample rod）上后，要保证两者在一条直线上。[/align][align=left]2、样品在腔内：别偏心[/align][align=left]样品放入样品室后，进行水平方向360度旋转测量，找一最小值，对应的位置就是样品在水平方向最靠近样品室中心的位置。[/align][align=left]3、样品测量前：调中心[/align][align=left]样品杆在300K～5K时，杆的长度变化大约有1.4mm，故请在起始测量的温度点上再调一把中心。[/align][align=left]4、注意测量杆的关节：别松动[/align][align=left]所谓关节就是可以拆卸连接的地方。测量杆上一共有4处：①样品杆顶端与柔性接头的连接、②柔性接头与磁性碰锁的连接、③样品杆底端与蓝色接头的连接、④蓝色接头与样品托的连接。[/align][align=left]测量杆放入样品室前一定要检查这4处连接的地方是否固定牢靠，不能松动。[/align][align=left]5、注意样品的磁矩：别太大[/align][align=left]样品的磁矩最好在10emu以下，太大容易产生跳点。[/align][align=left]6、总结：为了便于记忆，以上几点归纳为四个字“三心二意”。五个关键词，十个字：“同心、偏心、中心、松动、大小”。[/align][align=left][color=#00b0f0]五、开始测量[/color][/align][align=left]测量控制过程的序列文件编写注意事项[/align][align=left]1、测M-H曲线，低温高场下磁矩跳动特别厉害的情况，可以在测试过程中进行改善。具体如下[/align][align=left] i) VSM振幅不宜调的过大，因为振幅过大虽然有利于测试小信号，会机械的引入误差。对于样品信号较小的情况，一般也建议调到4就可以。[/align][align=left]ii) 建议修改大家之前用的普遍的程序，MH测量扫场的过程中，每一个磁场点停顿（3-5）秒钟，具体根据自己的样品测试决定。[/align][align=left]iii) 加长平均测量时间，系统默认是2s，可以改为4s，这个时间也是根据自己的样品来决定。这样的话测量时间就会变长，所以应根据自己的样品和需要选择等待和采点的时间，尽量用较短的时间测量出可靠的数据。[/align][align=left][/align][align=left]附上一张工程师的调试图，左图为大家普遍用的程序做出来的。左图上方是MH曲线，下方是测量中的Standard error。右图是在每个磁场点等待5s，平均时间为4s，振幅为4时的数据，可以看到有明显的改善。[/align][align=left] [/align][align=center][img=,649,487]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_09_1611921_3.jpeg[/img][/align][align=center]图10 测量平均时间效果对比图[/align][align=left]2、高级设置：调整完中心以后记得在advanced选项里设置auto tracking选项。设备调中心的时候是在300K，但实际测试的时候会根据自己的样品特性来选择合适的温度。材料都有热胀冷缩，测试杆也不例外，但Quantum Design公司的测试杆出厂之前都对杆子的热胀冷缩系数进行了标定，在测试过程中会根据温度的不同来自动修正中心位置，如图11所示。[/align][align=center][img=,334,445]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707281813_01_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图11 调中心设置[/align][align=left]3、选择合适的量程：杀鸡焉用牛刀。根据自己样品的特性来选择振幅的大小，如果超过量程太多会造成误差，量程设置界面如图12。[/align][align=center][img=,554,738]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707281813_02_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图12 测量振幅设置[/align][align=left]4、统一度量衡：秦始皇统一了度量衡，而Quantum Design的程序中为了满足大家对不同单位的使用，提供了emu和Am2的单位选择，设置入口如图13所示。[/align][align=center][img=,554,738]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707281813_03_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图13 单位制切换[/align][align=left]5、量体裁衣：测试过程中需要根据自己样品磁性的强弱和特殊温区或者磁场区间来进行程序的编写。如果磁性较弱，建议采取Stable模式，反之可采用sweep模式，如图14所示。[/align][align=center][img=,690,531]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707281814_01_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图14 温度磁场设定[/align][align=left]6、漂亮收尾: 因为SQUID用的是超导磁体，会存在剩磁，而减少剩磁的方法就是在程序结束后将磁场振荡到0场。注意：需要从2T以上磁场开始振荡降磁场，不然几乎没有效果。测试过程中大家可以根据测试的需要使用Linear或者No Overshoot模式，如图15所示。[/align][align=center][img=,554,738]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707281814_02_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图15 程序结束关场设置[/align][color=#ff00ff]注意：每次测量要养成客观登记的习惯，有任何问题或异常都要有书面登记并向维护人员报告。[/color][align=left][color=#00b0f0]六、致谢[/color][/align][align=left]感谢磁学实验室胡明高级工程师在实验过程中提供的帮助和讨论。[/align][align=left][color=#00b0f0]七、参考文献[/color][/align][align=left]【1】 Tinkham M. Introduction to superconductivity (2nd edition) . 2ed. New York: McGraw-Hill Inc, 1996.[/align][align=left]【2】Fossheim K, Sudbo A. Superconductivity: physics and applications . Hoboken, New Jersey: John Wiley, 2004.[/align][align=left]【3】Quantum Design. San Diego: MPMS XL User's Manual, 2000．[/align]
磁体匀场的Mike方法-译文
目前好像可以分成超导磁体，电磁体，和永久磁铁，他们各有什么特点呢？是不是现在普遍采用的是永久磁铁？
大家好，小弟需要弄一个梯度磁场，控制铁颗粒的运动，但是关于梯度磁场了解比较少，希望大家帮忙。我需要的是Z轴的单梯度磁场，不知道磁场梯度是否可以控制，以及如何测量磁场梯度。另外，我们实验室购买的匀强直流电磁铁，它是在Z轴方向是梯度磁场吗？
拓扑绝缘体，顾名思义是绝缘的，有趣的是在它的边界或表面总是存在导电的边缘态，这是拓扑绝缘体的独特性质。近期，理论预测存在的拓扑绝缘体在实验上被证实存在于二维与三维材料中，引起了科研界的大量关注。通常二维电子气体系中存在着量子霍尔效应，实验中观测到了手性边界态存在于材料的边界。在三维体材料的拓扑绝缘体中实验上可观测到反常量子霍尔效应。 K. Yasuda, Y. Tokura等人利用德国attocube公司的低温强磁场磁力显微镜attoMFM在0.5K温度与0.015T磁场环境下，证实了拓扑绝缘体磁畴壁的手性边界态的可调控性能，不同于之前实验上观测到的拓扑绝缘体中自然形成随机分布的磁畴中的手性边界态。Y. Tokura等人基于Cr-掺杂 (Bi1-ySby)2Te3制备了拓扑绝缘体薄膜，基底是InP（如图1C）。图1D为在0.5K极低温下使用MFM测量的材料中的磁畴分布，可以清晰看到自然形成的随机分布的大小与形貌不一的磁畴。通过使用MFM磁性探针的针尖在0.015T的磁场环境下扫描样品区域成功实现了对材料磁畴的调控。图1F为调控后样品的磁畴情况，被探针扫描过的区域，磁畴方向保持一致。[align=center][img=,500,273]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807311331396935_7457_981_3.jpg!w690x378.jpg[/img][/align][align=center]图1： A&B 拓扑绝缘体磁畴调控示意图；C 拓扑绝缘体材料结构；D attoMFM实验观测自然形成多个磁畴； E&F MFM探针调控磁畴[/align][align=center][/align][align=center] 该拓扑绝缘体磁畴反转的性能随磁场大小变化的结果也被仔细研究。通过缓慢改变磁场，不同磁场下拓扑绝缘体样品的磁畴方向可清楚地被证实发生了反转（见图2）。通过观察，随机分布气泡状磁畴（0.06T磁场附近）一般的大小在200纳米左右。[/align][align=center][/align][align=center][img=,500,206]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807311339098931_5066_981_3.jpg!w690x285.jpg[/img][/align][align=center]图2： A 霍尔器件电测量结果；B attoMFM观测不同磁场下拓扑绝缘体的磁畴情况[/align][align=center][/align][align=center] 不仅通过attoMFM直观观测分析磁畴手性边界态调控，电学输运结果也证实手性边界态的调控。图3为在温度0.5K的时候，拓扑绝缘体电学器件以及相应的电学测量数据。数据表明，霍尔电阻可被调控为是正负h/e2的数值，证实了不同磁畴的手性边界态的调控被实现。作者预见，该实验结果对于低消耗功率自旋电子器件的研究提供了一种可能的途径。[/align][align=center][/align][align=center][img=,500,565]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807311333567372_456_981_3.jpg!w690x780.jpg[/img][/align][align=center]图3：拓扑绝缘体制备器件反常量子霍尔效应结果证实磁畴手性边界态调控[/align][align=center][/align][align=center][img=,500,303]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807311334450730_967_981_3.jpg!w690x419.jpg[/img][/align][align=center]图4：拓扑绝缘体磁畴手性边界态调控相关设备—低温强磁场原子力磁力显微镜[/align][align=center][/align][align=center][/align]低温强磁场原子力磁力显微镜attoAFM/MFM主要技术特点：-温度范围：mK...300 K-磁场范围：0...12T (取决于磁体)-样品定位范围：5×5×5 mm3-扫描范围: 50×50 μ㎡@300 K, 30×30μ㎡@4 K-商业化探针-可升级PFM, ct-AFM, SHPM, CFM等功能参考文献：“Quantized chiral edge conduction on domain walls of a magnetic topological insulator” K. Yasuda, Y. Tokura et al, Science 358, 1311-1314 (2017)
[font=黑体, SimHei][size=16px][font=等线]点击链接查看更多：[url]https://www.woyaoce.cn/service/info-14046.html[/url]型号：[/font]AVANCE ⅢHD 400 MHz[/size][/font][font=等线][size=16px]生产厂家：德国Bruker公司[/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px]主要技术指标：[/size][/font][font=等线][size=16px]1.超屏蔽超导磁体，磁场强度为9.4特斯拉，2组数字化射频通道[/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px]2.BLAXH 500/300-高性能线性功放系统[/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px]3.B-SVT 高精度变温控制单元 温度设置幅度：+/-0.1oC[/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px]4.4mm CP/MAS 宽带固体探头 标准腔 温度范围: -50?C ~ +80?C [/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px][font=等线]频率范围：[/font]15N-31P+1H 13C灵敏度≥75：1 最高转速：15KHz[/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px]5.7mm CP/MAS 宽带固体探头 标准腔 温度范围: -50?C ~ +80?C [/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px][font=等线]频率范围：[/font]15N-109Ag+1H 15N灵敏度≥22.7:1 最高转速：7KHz[/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px]6.4mm高分辨魔角微量探头(HR/MAS)：变温范围：-20?C～+80?C，容量50μl，魔角旋转。[/size][/font][font=黑体, SimHei][size=16px]应用范围：[/size][/font][font=等线][size=16px]CP/MAS可分析不溶固体物质以及一些虽能溶解但溶解后其结构发生变化的固体物质，了解样品在固体状态下的结构信息。用于各种材料的结构与性能方面的研究，如固体催化剂、玻璃、陶瓷、高分子、膜白质、骨头、羟基磷灰石等；在无机及聚合物材料化学、医药中间体及活性分子、沸石分子筛、有机发光中间体、表面化学及催化等研究领域广泛运用。[/size][/font]
环境保护部办公厅函 环办函〔2008〕833号 关于征求国家环境保护标准《电场、磁场、电磁场防护规定》（征求意见稿）意见的函 各有关单位： 为贯彻落实《中华人民共和国环境保护法》，我部组织对《电磁辐射防护规定》（GB8702-88)进行了修订，形成《电场、磁场、电磁场防护规定》（征求意见稿）。现将征求意见稿和编制说明印送给你们，请研究并于2008年11月30日前提出书面反馈意见。 联系人：封有才 地址：北京西城区西直门内南小街115号 邮政编码：100035 电话：（010）66556348，66556382（传真) Email:feng.youcai@sepa.gov.cn 附件： 1.征求意见单位名单（略） 2.《电场、磁场、电磁场防护规定》（征求意见稿）[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=133279].《电场、磁场、电磁场防护规定》（征求意见稿）[/url] 3.《电场、磁场、电磁场防护规定》（征求意见稿）编制说明[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=133280].《电场、磁场、电磁场防护规定》（征求意见稿）编制说明[/url] 二○○八年十一月二十日
[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]分析仪，采用塞曼方式扣除背景的干扰早已不是什么新鲜的技术了。使用塞曼方式就要有磁场存在，那么磁钢就是产生磁场的来源了。在目前市面上所销售的塞曼扣除背景的仪器中，使用的磁钢种类，我本人见过的有两种；一种是永久磁钢的，也称为永久磁场的，它是将两个软铁极靴预先充好磁来使用的。另一种是交流磁钢的，它是在原子化阶段，通过给两个极靴外围的线圈施加上交流电流而产生交流磁场的。但是我还听到另一种说法，就是直流磁场。我的问题是：是不是真有给磁钢极靴上的线圈施加直流电流而产生直流磁场的磁钢？望大家发表高见！
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