PPMS-5T VF

Устройство и принцип работы

Принцип работы охладителя автоматизированного комплекса измерения физических и магнитных свойств материалов PPMS-5T основан на базе эффекта Джоуля-Томсона. Криорефрижератор установки работает по циклу Гиффорда-МакМагона, обеспечивающй охлаждение и поддержание образца в температурном диапазоне от 1.6 до 300 К. Ключевой особенностью системы является ее полная автономность и отсутствие необходимости использования жидких криогенных агентов, таких как гелий. Криосистема комплекса исследования магнитных свойств PPMS-5T построена на базе импульсной трубки, позволяющей достигать сверхнизких температур при мощности трубки всего в несколько ватт. Отличительной чертой cухой сверхпроводящей криогенной измерительной магнитной системы PPMS-5T является увеличенная камера для образцов диаметром 50 мм, предоставляющая больше пространства для установки сложных измерительных зондов и образцов.

Охладитель системы

Базовая

температура

(Base Tempetarute)

каждого

ключевого

компонента

показывает

минимальную

нормальную рабочую

температуру

системы

Базовая

температура

для

пробоотборника

системы составляет 

1.6

К, д

ля

магнита

- 

4

К.

Температурная стабильность прибора соответствует колебаниям

температуры

образца,

не превышающим

10

мК,

во

всем

диапазоне

нагрузок

магнитного

поля (5

Тесла) и достигается за счет использования криоконтроллеров собственной разработки, а также специального теплозащитного экрана. 

Переход сухой магнитной системы PPMS-5T от комнатной температуры к рабочей занимает менее 150 минут. Высокоточные криоконтроллеры системы являются собственной разработкой компании и обеспечивают точность термостабилизации ±10 мК во всем температурном диапазоне.

Магнитная система

Магнитная система комплекса PPMS-5T выполнена на базе компактного раздельного магнита и генерирует высокостабильное магнитное поле до ±5 Тл в вертикальном направлении. Компактный и надежный сверхпроводящий магнит выполнен в виде проводника с обмоткой проводами из NbTi, создающего  магнитное поле в горизонтальном или вертикальном направлении (в зависимости от направленности обмотки). Он хорошо работает в диапазоне температур жидкого гелия (~ 4,2 К). Для охлаждения магнита до рабочей температуры используется криохладитель. Дополнительный расход жидкого гелия для поддержания температуры магнита не требуется.

Источник питания

Благодаря использованию биполярного источника питания собственной разработки, магнитное поле системы не только очень стабильно при поддержании фиксированного значения, но и очень плавно при пересечении нулевой точки - < 50 ppm при 5 Тл. Для управления магнитом используется биполярный источник питания, который обеспечивает скорость изменения магнитного поля свыше 125 Э/с и стабильность поддержания поля лучше 50 ppm.

Скорость развертки магнитного поля системы PPMS-5T составляет более 125 Э/с. Высокоэффективный сверхпроводящий магнит системы является краеугольным камнем его передовой технологии, обеспечивая эффективность, стабильность и надежность. Система охлаждения оптимизирована для достижения более высокой скорости очистки поля, что обеспечивает более быструю готовность к работе и повышает общую производительность.

Автоматизация измерений

ПО установки PPMS-5T позволяет производить автоматизированный сбор и хранение данных. ПО позволяет отображать данные и управлять прибором в режиме реального времени. ПО позволяет управлять температурой образца, магнитным полем, модулем вращения, контролировать давления гелия, осуществлять автоматическую продувку (в случае наличия опции), вентиляцию и циркуляцию гелия. ПО также имеет возможность задания последовательной инструкции (рецептов) для автоматизации работы.

Опции

Система поддерживает модульную архитектуру и может быть дополнена широким спектром опций для расширения функциональности.

• Приставка получения ультра-низких температур: позволяет достигать температур ниже 0.3 К. Используется для исследований в области квантовой материи и сверхпроводимости.

• Поворотный модуль предназначен для вращения образцов в вертикальной оси, перпендикулярной магнитному полю. Модуль вращения имеет особое уплотнение в камере, для предотвращения утечки газовой среды.

• Измерительные модули. Набор стандартных измерительных вставок для проведения основных типов измерений физических свойств материалов, включающий модуль электротранспортных измерений (ETM) для определения удельного сопротивления и эффекта Холла, модуль термотранспортных измерений (TTM) для анализа теплопроводности и термо-ЭДС, а также модуль ферромагнитного резонанса (FMR).

Таблицу можно прокрутить вправо →

• Автоматический модуль продувки и вентиляции: Система, состоящая из соленоидных клапанов, манометра и вакуумного насоса. Обеспечивает дистанционную автоматизированную подготовку и загрузку образца без нарушения вакуума в основной системе.
• Вибромагнитный модуль (VSM): Высокочувствительный магнитометр для измерения намагниченности.