磁性测量仪器篇之PPMS

B/I：1492.35 Oe/A；（6.7008 A 1.0 T） Magnet Inductance：35 H； Charge Voltage：LoB 1.0，HiB 1.0； Switch Time：Warm 20 sec，Cool 20 sec。
PPMS－14H基本系统的技术指标
❖ 样品台方向磁场方向：纵向（垂直于地面）
升温至300 K稳定后，至少等待30 min。 ➢ 样品室充气。取放样品。 ➢ 取出与放入样品的时间超过30 s，先封闭样
品室，并抽气。
PPMS－14H的附属设备
条件温度 Sample stage
Helium-3
设Chart 备
及 M其ulti Fun作ction Pr用obe
Model P450 A/B
85 ％ 45 ％
94.6 ％ 60 ％ 50 ％
31 ％
10 ％ 0.0 ％
Full Field (14 T) 65％
? 未知
Limit for Helium Fill
液氦液面与可用磁场的关系（暂定）
1. 65％以上，可以使用最高磁场 14 T
2. 60％～ 65％之间，可以使用最高磁场 10 T
❖ PPMS的磁场控制 ❖ 样品室－样品架－选件
通用检测端口
❖ PPMS－14H的附属设备
功能扩展
需要关注的内容
1. 主机的功能：磁场、温度、位置 2. 如何控制：温度、磁场、位置、样品室气氛 3. 如何实现多功能：选件种类、功能、连线 4. 如何安装取放样品：通用工具、专用工具
PPMS－14H基本系统的技术指标
硬件设置、监控数据格式转换
❖ PPMS Helium 3 Gas Monitor

PPMS测试系统原理介绍-已发布论坛

材料综合物性综合测量系统（PPMS）原理及应用王立锦编北京科技大学材料学院实验测试中心2007年6月材料综合物性综合测量系统（PPMS）原理及应用美国Quantum Design 公司的产品PPMS( Physics Property Measurement System) 是在低温和强磁场的背景下测量材料的直流磁化强度和交流磁化率、直流电阻、交流输运性质、比热和热传导、扭矩磁化率等综合测量系统。

北京科技大学材料学院与美国Quantum Design 公司在北京科技大学材料学院实验中心联合成立了PPMS材料综合物性测量研究实验室，安装了PPMS-9综合物性测量系统、HH-15振动样品磁强计、材料磁电阻效应、霍尔效应及磁致伸缩效应测量仪等仪器，现已全面对学生教学和科研测试开放。

一、实验目的1、了解PPMS-9综合物性测量系统的结构、组成、测量原理及应用范围；2、熟悉PPMS-9仪器开关机步骤及更换样品、测量附件的方法；3、熟悉PPMS-9仪器软件控制程序及参数设置方法；二、PPMS仪器测量原理和方法PPMS是Quantum Design 公司在成功推出MPMS1之后，于20 世纪90 年代中期推出的又一款产品。

一个完整的PPMS 系统也是由一个基系统和各种选件两个部分构成，根据内部集成的超导磁体的大小基系统分为7 特斯拉、9 特斯拉、14 特斯拉和16 特斯拉系统。

但与MPMS 专注于磁测量不同，PPMS 在基系统搭建的温度和磁场平台上，利用各种选件进行磁测量、电输运测量、热学参数测量和热电输运测量。

基系统主要包括软件操作系统，温控系统，磁场控制系统，样品操作系统和气体控制系统。

下面结合各种选件对PPMS 的测量原理和方法加以说明。

1.交直流磁化率选件该选件是研究各种材料在低温下磁行为的主要设备之一，包括探杆、样品杆、伺服电机、电子控制部分、精密电源和软件部分(集成于系统软件) 。

可以在同一程序中对一个样品先后进行交流磁化率和直流磁化强度的测量而不需要对样品进行任何调。

PPMS测试系统原理及介绍---已发布论坛

材料综合物性综合测量系统（PPMS）原理及应用王立锦编北京科技大学材料学院实验测试中心2007年6月材料综合物性综合测量系统（PPMS）原理及应用美国Quantum Design 公司的产品PPMS( Physics Property Measurement System) 是在低温和强磁场的背景下测量材料的直流磁化强度和交流磁化率、直流电阻、交流输运性质、比热和热传导、扭矩磁化率等综合测量系统。

北京科技大学材料学院与美国Quantum Design 公司在北京科技大学材料学院实验中心联合成立了PPMS材料综合物性测量研究实验室，安装了PPMS-9综合物性测量系统、HH-15振动样品磁强计、材料磁电阻效应、霍尔效应及磁致伸缩效应测量仪等仪器，现已全面对学生教学和科研测试开放。

一、实验目的1、了解PPMS-9综合物性测量系统的结构、组成、测量原理及应用范围；2、熟悉PPMS-9仪器开关机步骤及更换样品、测量附件的方法；3、熟悉PPMS-9仪器软件控制程序及参数设置方法；二、PPMS仪器测量原理和方法PPMS是Quantum Design 公司在成功推出MPMS1之后，于20 世纪90 年代中期推出的又一款产品。

一个完整的PPMS 系统也是由一个基系统和各种选件两个部分构成，根据内部集成的超导磁体的大小基系统分为7 特斯拉、9 特斯拉、14 特斯拉和16 特斯拉系统。

但与MPMS 专注于磁测量不同，PPMS 在基系统搭建的温度和磁场平台上，利用各种选件进行磁测量、电输运测量、热学参数测量和热电输运测量。

基系统主要包括软件操作系统，温控系统，磁场控制系统，样品操作系统和气体控制系统。

下面结合各种选件对PPMS 的测量原理和方法加以说明。

1.交直流磁化率选件该选件是研究各种材料在低温下磁行为的主要设备之一，包括探杆、样品杆、伺服电机、电子控制部分、精密电源和软件部分(集成于系统软件) 。

可以在同一程序中对一个样品先后进行交流磁化率和直流磁化强度的测量而不需要对样品进行任何调。

PPMS简易中文操作步骤

Resistivity (直流电阻率)(1) 样品上做好电极再粘在或焊在PUCK 的测量通道上，记住通道编号。

(2) 工具栏中点击Utilities >>>Activate Option ，Deactivate (退激活)前次测量所用的选件。

将系统温度设定到298K ，磁场设为0，等温度和磁场达到并稳定20分钟后，点击Vent/Seal ，给样品腔充氦气。

(3)取下样品腔顶部密封用的盲板，利用取样工具将前次测量所用的PUCK 或线圈等取出。

利用取样工具将装上样品的PUCK 放入样品腔中，再放入防热辐射的隔热串，扣紧卡箍后Purge/Seal 。

(4) Utilities >>>Activate Option ，Deactivate (退激活)前次测量所用的选件，再参考Connection Diagram ，接好Resistivity 选件的线缆。

(5) 工具栏中点击Utilities >> Activate Option 然后在左边选中Resistivity 再Activate (激活)。

激活后出现如下Resistivity Option 界面Ch1: 直流电阻Ch2：Hall Effect Van der Pauw 法测电阻，同时占用Ch1 & Ch2Install/Remove ：取样或放样的标准指导步骤； Sample ：样品信息； Browse ：选择存储数据的位置、文件名和样品信息（前两项必填；这一步必须做，否则后面执行sequence 时会有提示）；View ：查看数据； Bridge Setup ：选择使用的通道和相关参数，修改后要点击Set ，否则改动无法生效。

Calibration Mode 一般选Standard ，Drive Mode 选AC (实际上AC Mode 仅是采用正反电流法，尽量减小系统误差)； Measure ：手动测量。

低温强场下材料的磁性测试与结构表征虚拟仿真实验

低温强场下材料的磁性测试与结构表征虚拟仿真实验模块1：磁性能测试（PPMS）（一）实验原理振动样品磁强计（VSM）是综合物性测量系统（PPMS）的主要功能之一，是一种磁性测量常用的仪器，在科研和生产中有着广泛的应用。

它是利用小尺寸样品在磁场中做微小振动，使临近线圈感应出电动势而进行磁性参数测量的系统。

该仪器的磁矩测量灵敏度高，最高可达到10-6emu，对测量薄膜样品等弱磁信号更具优势。

如果一个小样品（可近似为一个磁偶极子）在原点沿Z轴作微小振动，放在附近的一个小线圈（轴向与Z轴平行）将产生感应电压：VSM测量采用开路方法，样品放置的位置对测量的灵敏度有影响。

假设线圈和样品按图1放置，沿x方向离开中心位置，感应信号变大；沿y和z方向离开中心位置，感应信号变小。

中心位置是x方向的极小值和y、z方向的极大值，是对位置最不敏感的区域，称为鞍点。

测量时，样品应放置在鞍点，这样可以使样品具有有限体积而引起的误差最小。

图1 线圈放置位置图2 鞍区示意图图3 VSM结构示意图基本的VSM由磁体及电源、振动头及驱动电源、探测线圈、锁相放大器和测量磁场用的霍耳磁强计等几部分组成，在此基础上还可以增加高温和低温系统，实现变温测量。

振动头用来使样品产生微小振动，振动频率应尽量避开50Hz及其整数倍，以避免产生干扰。

为了使振动稳定，还要采取稳幅措施。

驱动方式有机械驱动、电磁驱动和静电驱动几种。

磁体有超导磁体、电磁铁和亥姆赫兹线圈等几种。

前两种能产生很强的磁场，用来测量高矫顽力的永磁材料。

亥姆赫兹线圈产生的磁场很小，但磁场的灵敏度很高，适于测量软磁材料。

磁矩m的测量由探测线圈和锁相放大器组成，锁相放大器有很高的放大倍数，保证了VSM 有较高的灵敏度。

磁场的测量采用霍耳磁强计。

将m和H信号送给计算机，由计算机进行数据的处理，并对测量过程进行自动化控制。

（二）实验仪器PPMS的基本系统按功能可以分为以下几个部分：温度控制、磁场控制、直流电学测量和PPMS控制软件系统。

(材料)综合物性测量系统

扫描模式
主流阻
CLTC 流阻
PPMS基系统— PPMS的控温范围
He3制冷
双流阻液氦制冷
0.4 K 1.9 K
350 K 400 K
50 mK
4.2 K 300 K
稀释制冷
VSM 高温炉
1000 K
ห้องสมุดไป่ตู้
PPMS主机的温度检测
400 K
铂电阻温度计 Platinum Thermometer
80 K 1.8 K
1
PPMS-9
北京大学介观物理国家重点实验室
9
PPMS-9
复旦大学表面物理国家重点实验室
2
PPMS-9
南京大学固体微结构国家重点实验室
10 PPMS-9 西南交通大学超导中心
3 PPMS-9 上海大学物理系 4 PPMS-9 华中科技大学物理系
11 PPMS-9 中国科学院物质结构研究所
12
PPMS14
施加外磁场时，由于自旋间反平行耦合作用，正负自旋转向磁场方向的转矩很小，因而磁化率比顺磁磁化率小。随着温度升高，有序的自旋结构逐渐被破坏，磁化率增加，这与正常顺磁体的情况相反。然而在某个临界温度以上，自旋有序结构完全消失，反铁磁体变成通常的顺磁体。因而磁化率在临界温度(称奈耳温度Neel point) 显示出一个尖锐的极大值。
(5) 亚铁磁性：A和B次晶格由不同的磁性原子占据，而且有时由不同数目的原子占据，A和B位中的磁性原子成反平行耦合，反铁磁的自旋排列导致一个自旋未能完全抵消的自发磁化强度，这样的磁性称为亜铁磁性。
N型曲线有一个补偿点θc。
(6)
在冻结温度Tf 以下，零场时磁性原子的自旋被RKKY交换相互作用无規地冻结，加场时自旋在磁场方向被冻结。弱磁场下，磁化率的温度曲线出现一个尖锐峰，但在磁场冷却情况下，磁化率的尖锐峰不再出现； Tf 随磁性原子浓度增加而升高；随磁性原子浓度继续增加，体系变为混磁性。

PPMS和MPMS(SQUID)上的介电、磁电耦合测量方法概述

用户自编第三方设备控制程序
B
第三方设备（铁电分析仪、 LCR表、锁相放大器等）
A
测量
样品
2015/10/21
Creating environments for science
By Scientist For Scientist
QD
举例 –用MultiVu直接控制第三方的锁相放大器
2015/10/21
电学
交流电输运高级电输运比热
热学形貌其他
热输运 SPM 多功能样品杆+第三方设备
2015/10/21
Creating environments for science
By Scientist For Scientist
QD
SQUID磁学测量系统 MPMS(SQUID)XL系列
• • • • • • • • • • • 直流磁学测量交流磁学测量横向磁矩测量巨磁矩测量高压磁测量各向异性磁测量光诱导磁测量超低磁场测量扩展测量（霍耳系数、I-V曲线、磁
18
19 20 21 22
PPMS-14
PPMS-14 PPMS-9 PPMS-9 PPMS-9
人民大学物理系
吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室中国科学院宁波材料科学与工程研究所清华大学材料学院东南大学物理系中国科技大学物理系武汉大学物理学院武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室中国科学院物理研究所极端条件实验室#2 中国科学院物理研究所超导实验室#2 河北师范大学物理系华东师范大学电子系华南理工大学材料学院
27
28 29 30 31 32 33 34 35
MPMS (SQUID) VSM
MPMS (SQUID) VSM MPMS XL-5 MPMS XL-7 MPMS XL-5 MPMS XL-7 MPMS (SQUID) VSM MPMS XL-7 MPMS (SQUID) VSM

电阻测量与PPMS

（物性测量系统）
美国Quantum Design公司
/ /
PPMS在中国大陆的分布_截止至2003年10月
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
单位
中国科学院物理研究所极端条件实验室中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室哈尔滨工业大学物理系北京大学物理系南京大学物理系华中科技大学物理系浙江大学物理系复旦大学物理系上海大学物理系中国科学院福建物质结构研究所
可能的负面影响
高频测量时须仔细考虑 A、低温下由于考虑漏热必须使用低热导率线Ｂ、有些样品正反电流性质不一致、或不允许正反电流
摩擦电效应压电效应电化学效应漏电 Johnson Noise
选材、不要触碰线路或使引线受力选材、不要触碰线路或使引线受力选择无酸助焊剂，清洗选绝缘效果好线材、分离两根线、双层屏蔽同轴线加Guard 降低带宽分离线抗电磁干扰能力减弱影响测量的瞬时性
电极制作
• 引线材料：金、银、铜、铂、镀银铜丝、超导
材料等
• 粘接材料：焊锡、铟、银胶、金胶、碳胶、银
环氧树脂等
• 粘接方式：焊接、粘接、压接（压铟、机械压
接）、超声点焊、喷涂等
• 样品预处理：去绝缘层、镀膜、退火/烧结、擦
铟
电阻率小的薄膜样品
V+ I+
IV-
增加测量电阻，减小测量电流
条状样品霍耳测量要求： A、电流电极保证能在样品中形成匀强电场 B、电压电极的尽量不影响电场分布 C、五线法调平衡电极在中间位置，不要分开太远
+S
两根电压线双绞两根电流线双绞
双绞线能有效减小空间电磁干扰双绞线＋屏蔽能满足很多普通测量的要求。
接地方式对测量的影响多点接地单点接地

MPMS和PPMS简介

附件（有关MPMS和PPMS的说明）：这两大仪器是由美国 Quantum Design 公司生产的，已经成为世界公认的顶级测量平台，广泛地分布于世界上几乎所有材料、物理、化学、纳米等研究领域尖端的实验室，在中国有超过40台PPMS和MPMS正在服务于尖端的课题研究组。

二者系统的设计理念是相同的，由基本系统和各种扩展功能选件构成；基本系统提供了整个系统中低温和强磁场的环境，以及软硬件控制中心。

用户可以在这个基本系统平台的基础上选择各种测试选件。

基本系统按功能划分为以下几个部分：温度控制，磁场控制，控制软件系统等。

基本系统的硬件包括测量样品腔、普通液氦杜瓦、超导磁体及电源组件、液氦传输管、真空泵、计算机和电子控制系统等。

它们都带有制冷机的液氦自循环杜瓦（Ever Cool Dewar）选件,大大提高了氦气的利用率，节约了大量的成本。

二者在硬件上的区别在于：MPMS的样品腔直径为9mm，而PPMS为26mm直径；PPMS没有超导SQUID探测系统；PPMS由于测量选件和种类甚多，专为各种测量设计非常方便的样品、选件更换装臵，其结构与MPMS 不同，样品腔的底部提供即插即用的接线，大大方便各种选件的更换。

另外，所有QD设备都采用了开放设计，允许科学家们从多用途的设备中只要通过升级计算机和软件就可获得相当好的科学价值；很多旧系统也可以通过许多新选件的安装与升级提供更多的研究目标。

2010年6月21日我们实验室MPMS仪器上增加了高压池选件（High Pressure Cell）,由此可以研究在高压下样品的M-T,M-H，这为后期的理论工作提供了新的研究思路。

MPMS和PPMS系统的磁场都是通过对浸泡在液氦里的超导磁体励磁获得的，励磁的电源为先进的卡皮察电源。

由它们构成的磁场控制系统有以下特点：磁场具有很高的均匀度；低噪声、高效率的双极性磁体电源，具有卓越的电流平滑过零性质；使用高温超导材料制造的磁体电流引线极大的降低了在励磁过程中的液氦损耗。

综合物性测量系统（PPMS）操作规范（写写帮推荐）

综合物性测量系统（PPMS）操作规范（写写帮推荐）第一篇：综合物性测量系统(PPMS)操作规范（写写帮推荐）综合物性测量系统（PPMS）操作规范1.检查样品室内是否有样品，如有则取出并将测量线取下，取消上次测量的Option;（参阅第9步）2.下拉Utilities 菜单，选择Activate Option；3.点击Connection Diagrams, 点击所要测量的选项，查看连线图，按照图示连接相应的测量线；4.选择测量选项，并将其激活（Activate），被激活的选项会弹出Control Centre 窗口；5.使用Control Centre中的Install下的命令，按照提示装卸样品；6.打开一个数据文件以便保存数据；7.用单步测量调试测量参数；8.编辑Sequence 并运行；9.升温至300K（Stable），磁场设为0，等待30分钟, 取出样品，Deactivate测量选项；10.下拉Instrument 菜单，选择Shut Down。

注意事项：1.不要随意靠近杜瓦瓶，注意磁卡、手表、手机等要取出放在安全地点。

2.装卸样品过程中要注意及时盖上样品室上盖，并Purge & Seal。

3.PPMS 高度集成化，部件设计很精密，要轻拿轻放。

4.如果你不懂某些命令的真正含义，千万不要尝试去执行它。

5.遵守操作程序。

第二篇：OA系统应用操作规范（模版）OA系统应用操作规范总则 1.OA系统介绍XXXXX有限公司OA系统采用的是XXX科技有限公司研发的OA 增强版V8.0，OA系统的运用目的是为了促进信息传递，减少办公成本，为信息共享提供多种途径，促进公司信息化建设。

2.OA系统功能模块包括 2.1个人信息设置2.2审批管理：本系统的重点模块，包括申请管理、审批裁决、检索查阅。

2.3资料柜子：共享文件信息存放模块2.4社区中心：公司内部BBS论坛2.5协同办公：本系统的另一个重点模块3.OA系统审批管理中的表格类别目前系统中的文件分类3.1行政类：本类表格适用行政管理，人事管理，资产管理范畴3.2费用类：本类表格适用财务费用管理 3.3报告类：通用报告类别3.4运控管理类：适用于运控部监督检查3.5车管类：适用与公司于车辆相关表格第一章目的、职责1.目的：规范在OA系统中的应用操作，提升对OA系统的整体认知程度，减少失误和选择错误从而影响审批进度和耽误时间。

综合物性测量系统PPMS

美国Quantum Design公司综合物性测量系统（PPMS）简易产品说明手册Quantum Design中国子公司2010年6月美国Quantum Design公司简介图1、Quantum Design全球总部美国Quantum Design公司是1982年由世界上第一台SQUID的设计者创立，坐落于美国加州圣迭戈市。

在公司成立的二十多年里，Quantum Design公司专注于打造两种产品线——SQUID磁学测量系统（MPMS）和综合物性测量系统（PPMS）。

目前PPMS和MPMS已经成为实验数据可靠的标志，被广泛应用于物理、化学及材料科学等众多研究领域，遍布几乎所有世界一流相关实验室，在中国超过80台PPMS和MPMS正在服务于尖端的课题研究组。

PPMS系统总述PPMS系统的设计思想是在一个完美控制的低温和强磁场平台上，集成全自动的电学、磁学、热学、光电和形貌等各种物性测量手段。

这样的设计使得整个系统的低温和强磁场环境得到了充分的利用、极大减少了客户购买仪器的成本、避免了自己搭建实验的繁琐和误差，可以迅速的实现研究人员珍贵的研究思路。

图2、PPMS系统的设计理念一个PPMS系统由基本系统和各种拓展功能选件构成；基本系统提供低温和强磁场的环境，以及整个PPMS系统的软硬件控制中心。

用户在基本系统平台的基础上选择自己感兴趣的各种测量选件，这些测量选件被称为拓展功能选件。

对于绝大多数常规实验项目，PPMS已经设计好了全自动的测量软件、具有标准测量功能以硬件，如电阻率、磁阻、微分电阻、霍尔系数、伏安特性、临界电流、磁滞回线、比热、热磁曲线、热电效应、塞贝克系数和热导率等等。

这些测量方法的可靠性和便捷性在过去的十几年中已经得到世界科学界的认可。

经过独特设计，PPMS系统上的各种测量选件之间能够互不干扰，且能够快速简单地相互切换。

除此之外，PPMS系统还预留了软件和硬件的接口，使得用户能够通过PPMS系统控制第三方设备，利用PPMS系统的低温强场环境和测量功能进行用户自己设计的实验，如介电、铁电、光电、磁电耦合等测量。

ppms实验报告

ppms实验报告PPMS实验报告引言：PPMS（Physical Property Measurement System）是一种先进的物性测量系统，它能够通过多种实验手段来研究材料的物理性质。

本实验报告将详细介绍我们在使用PPMS系统进行的一系列实验，并分析实验结果。

实验一：磁化率测量我们首先使用PPMS系统对一种新型磁性材料的磁化率进行测量。

通过将样品放置在PPMS中的磁场中，我们可以观察到材料的磁化行为。

实验结果显示，随着温度的升高，材料的磁化率呈现出明显的变化。

这表明该材料在不同温度下的磁性性质存在差异，可能与其晶格结构和自旋排列有关。

实验二：电阻率测量接下来，我们利用PPMS系统对一种导电材料的电阻率进行测量。

通过施加不同大小的电流和测量样品上的电压，我们可以计算出材料的电阻率。

实验结果显示，随着温度的降低，材料的电阻率呈现出指数级的下降趋势。

这表明该材料在低温下具有超导性质，电流可以在其内部无阻碍地流动。

实验三：热容测量在PPMS系统中，我们还进行了对一种新型材料的热容测量。

通过在样品上施加恒定的热流，并测量样品温度的变化，我们可以计算出材料的热容。

实验结果显示，随着温度的升高，材料的热容呈现出非线性的变化。

这表明该材料在不同温度下的热传导性质存在差异，可能与其晶格振动和电子传导有关。

实验四：磁滞回线测量最后，我们使用PPMS系统对一种铁磁材料的磁滞回线进行测量。

通过在不同磁场下施加和减小外部磁场，并测量样品上的磁感应强度，我们可以绘制出磁滞回线曲线。

实验结果显示，该材料的磁滞回线呈现出典型的铁磁性质，即在外部磁场作用下，材料的磁感应强度随着磁场的变化而变化。

结论：通过对PPMS系统的实验结果分析，我们可以得出以下结论：1. 不同材料在不同温度下的物理性质存在差异，这与其晶格结构和自旋排列有关。

2. 导电材料在低温下可能具有超导性质，电流可以在其内部无阻碍地流动。

3. 材料的热传导性质在不同温度下呈现出非线性的变化，这可能与其晶格振动和电子传导有关。

物理性质测量系统PPMS的原理及其应用

物理性质测量系统(PPMS)的原理及其应用张　焱　高政祥(北京大学物理学院　北京　100871)高　进　曹立志(英国牛津仪器公司北京代表处　北京　200030)摘　要　本文介绍美国QD公司的PPMS设备的基本原理、测量选项、性能指标、应用和使用中需要注意的问题。

关键词　交直流磁化率　比热　交流电输运　热学输运　扭矩磁强计　振动样品磁强计美国Quantum Design公司的产品PPMS(Physics Property Measurement System)是在低温和强磁场的背景下测量材料的直流磁化强度和交流磁化率、直流电阻、交流输运性质、比热和热传导、扭矩磁化率等综合测量系统。

北京大学物理学院最近购买这套设备,已经安装调试结束,正常运转。

下面将介绍这套设备的设计、测量原理和方法、主要性能指标和设备使用需要注意的问题。

1　设计简介 PP MS是Quantum Design公司在成功推出MP MS1之后,于20世纪90年代中期推出的又一款产品。

二者有很多的相似之处,同时又有所差别。

下面将通过与MP MS1的比较来介绍PP MS的设计和使用。

一个完整的PP MS系统也是由一个基系统和各种选件两个部分构成,根据内部集成的超导磁体的大小基系统分为7特斯拉、9特斯拉、14特斯拉和16特斯拉系统。

但与MP MS专注于磁测量不同,PP MS在基系统搭建的温度和磁场平台上,利用各种选件进行磁测量、电输运测量、热学参数测量和热电输运测量。

基系统主要包括软件操作系统,温控系统,磁场控制系统,样品操作系统和气体控制系统。

与MP MS在硬件上的主要区别在于:MP MS的样品腔直径为9mm,而PP MS为26mm直径;PP MS没有超导S QUI D探测系统;PP MS由于测量选件和种类甚多,专为各种测量设计非常方便的样品、选件更换装置,其结构与MP MS 不同,样品腔的底部提供即插即拔的接线,大大方便各种选件的更换。

PPMS和MPMS(SQUID)上的介电、磁电耦合测量方法概述

与先前研究结果的比较
我们的实验结果与先前的研究结果基本一致，都观察到了温度和磁场对介电性能的影响以及显著的磁电耦合效应。
VS
与其他类似体系的比较
与其他类似体系相比，我们所研究的体系在介电常数、介电损耗以及磁电耦合系数等方面表现出一定的差异。这可能是由于材料成分、结构或制备工艺的不同所导致的。
3
磁电材料性能优化
通过对磁电材料的介电和磁电耦合性能的测量和分析，可以为材料性能优化提供指导和依据。
06
实验结果与分析
实验数据与结果展示
介电常数与介电损耗
在PPMS和MPMS(SQUID)上，我们测量了不同温度和磁场下的介电常数和介电损耗。结果显示，随着温度和磁场的变化，介电常数和介电损耗呈现出明显的变化趋势。
动态磁电耦合测量
动态磁电耦合测量原理
通过在样品上施加交变磁场，测量样品在交变磁场下的介电常数、介电损耗和磁导率等参数，研究磁场频率对样品介电和磁性能的影响。
动态磁电耦合测量系统
包括磁场发生装置、介电测量装置、磁导率测量装置和数据采集与处理系统。其中，磁场发生装置用于产生交变磁场，介电测量装置和磁导率测量装置分别用于测量样品的介电和磁性能，数据采集与处理系统用于数据的采集、处理和分析。
探索新材料体系
目前的研究主要集中在已知的多铁性材料上。未来可以探索新的多铁性材料体系，特别是具有优异磁电性能和潜在应用价值的材料，为相关领域的发展注入新的活力。
谢谢您的聆听
THANKS
介电响应研究
结合温度和磁场控制，可以研究材料在外部刺激下的介电响应行为，揭示材料的物理机制。
MPMS(SQUID)在磁电耦合测量中的应用
1 2

综合物性测量系统PPMS

美国Quantum Design公司综合物性测量系统（PPMS）简易产品说明手册Quantum Design中国子公司2010年6月美国Quantum Design公司简介图1、Quantum Design全球总部美国Quantum Design公司是1982年由世界上第一台SQUID的设计者创立，坐落于美国加州圣迭戈市。

在公司成立的二十多年里，Quantum Design公司专注于打造两种产品线——SQUID磁学测量系统（MPMS）和综合物性测量系统（PPMS）。

目前PPMS和MPMS已经成为实验数据可靠的标志，被广泛应用于物理、化学及材料科学等众多研究领域，遍布几乎所有世界一流相关实验室，在中国超过80台PPMS和MPMS正在服务于尖端的课题研究组。

PPMS系统总述PPMS系统的设计思想是在一个完美控制的低温和强磁场平台上，集成全自动的电学、磁学、热学、光电和形貌等各种物性测量手段。

这样的设计使得整个系统的低温和强磁场环境得到了充分的利用、极大减少了客户购买仪器的成本、避免了自己搭建实验的繁琐和误差，可以迅速的实现研究人员珍贵的研究思路。

图2、PPMS系统的设计理念一个PPMS系统由基本系统和各种拓展功能选件构成；基本系统提供低温和强磁场的环境，以及整个PPMS系统的软硬件控制中心。

用户在基本系统平台的基础上选择自己感兴趣的各种测量选件，这些测量选件被称为拓展功能选件。

对于绝大多数常规实验项目，PPMS已经设计好了全自动的测量软件、具有标准测量功能以硬件，如电阻率、磁阻、微分电阻、霍尔系数、伏安特性、临界电流、磁滞回线、比热、热磁曲线、热电效应、塞贝克系数和热导率等等。

这些测量方法的可靠性和便捷性在过去的十几年中已经得到世界科学界的认可。

经过独特设计，PPMS系统上的各种测量选件之间能够互不干扰，且能够快速简单地相互切换。

除此之外，PPMS系统还预留了软件和硬件的接口，使得用户能够通过PPMS系统控制第三方设备，利用PPMS系统的低温强场环境和测量功能进行用户自己设计的实验，如介电、铁电、光电、磁电耦合等测量。

PPMS测电阻步骤归纳

PPMS测量电阻步骤归纳
1.首先要检查仪器的状态，包括温度、压强等。

当温度在300K左右
时可以开始新的测量。

2.测量开始前需要先排气，然后打开样品腔装样。

3.必要时需要对上次的测量进行退激活。

4.装入样品后，抽气三次。

5.激活resitivity选件后，先打开bridge set up 窗口检查样品电
极联通情况，并且确定通过样品的电流和两端电压的大致范围。

相应的电流值和电压值需要记下来等后面设置的时候要用到。

6．激活程序的开始必须要建一个log文件，指定log文件存储地址。

点击run会出现下面图中坐上的窗口，然后点击view弹出设置log 记录内容的窗口。

下图中从上到下依次为，温度，杜瓦压强，杜瓦温度，液氦比例。

液氦沸点为4K左右，温度越高，液氦沸腾越多，压强越大。

液氦占比不能低于六十，但由于图中的显示有一定的驰豫，
所以图中显示的数值不能低于70。

右边是CapsuleRead、HeadRead、Ret Press、Sup Press四项，每两项共用一个坐标轴。

Log文件运行贯穿程序的始终，在程序开始时start，在程序结束时stop。

6.建立log文件之后开始编程。

首先把温度降下来。

降温的时候需
要在10K的时候等待半小时。

前段降温速率可以快些，后面需要慢点
7.Scan temperature 扫温度，scan field 扫磁场，在扫描的同时
进行测量。

测量之后等一段时间。

8.。