Physical Property Measurement System (PPMS)

PPMS da QuantumDesign

Il PPMS è un sistema criomagnetico automatizzato per la caratterizzazione delle proprietà dei materiali quali: la suscettività AC, la magnetizzazione DC, le proprietà di trasporto termico ed elettrico (come per esempio l’effetto Hall, la figura di merito termoelettrica, l’effetto Seebeck).

Features
Misurazioni completamente automatizzate
Design modulare per adattarsi alle diverse applicazioni
Intervallo di temperatura: 1.9 K - 400 K
Campo magnetico fino a ±16 Tesla
Opzione di ricondensazione per operatività cryogen-free

Temperatura e campo magnetico possono essere variati simultaneamente negli intervalli, rispettivamente, tra 1.9 K e 400 K e tra -16 Tesla e +16 Tesla.

Il CLTC (Continuous Low Temperature Control) mantiene temperature sotto i 4.2K per tempi lunghi a piacere e transizioni regolari attraverso 4.2K sia in raffreddamento che in riscaldamento.

Il PPMS permette di progettare e controllare esperimenti che coinvolgano strumenti di terze parti grazie al software di controllo per ambiente Windows MultiVu, per mezzo della sua interfaccia integrata Visual Basic, oppure via programmi esterni in Visual C++, Delphi o Visual Basic.

L’unità base del PPMS consiste di un criostato con magnete superconduttore, mentre le misurazione vengono espletate per mezzo degli inserti opzionali, sample puck o aste tradizionali, controllati dal software centrale MultiVu.

L’opzione EverCool II è un serbatoio di contenimento dell’elio equipaggiato con un criorefrigeratore per la ricondensazione dell’elio, che trasforma il sistema in una unità cryogen free, che limita l’uso dell’elio alla sola forma gassosa.

Magnetometro a campione vibrante

Vibrating Sample Magnetometer VSM

Un magnetometro a campione vibrante è un potente mezzo di misurazione per la caratterizzazione magnetica di un campione. L’opzione VSM trasforma il PPMS Dynacool in un magnetometro DC estremamente sensibile e veloce. La movimentazione del campione avviene per mezzo di uno speciale motore magnetico lineare preciso e flessibile.

  • Centraggio del campione rapido e completamente automatico
  • Misurazione del momento magnetico DC alla massima sensibilità fino a campo massimo
  • Opzione di misurazione basata su protocollo CAN
  • Sweeping di campo magnetico o temperatura

Le possibilità di misurazione con l’opzione VSM possono essere estese grazie ad ulteriori opzioni.

Suscettività AC: opzione ACMSII

L’opzione di misura per la suscettività AC (ACMS) offre la capacità di eseguire anche misurazioni si magnetizzazione DC con tecnica ad estrazione.

  • Misurazione di suscettività AC e magnetizzazione DC

L’utilizzo della tecnica di Direct Phase Nulling garantisce la misurazione e la cancellazione del fondo da ogni acquisizione.

Capacità termica

L’opzione Heat Capacity (HC) di Quantum Design misura la capacità termica a pressione constante.
Questa opzione controlla il calore assorbito e ceduto dal campione mentre ne monitora le variazioni di temperatura, alternando fasi di riscaldamento a fasi di raffreddamento.

Il modello a due tempi di rilassamento proprietario consente di valutare anche la qualità del contatto termico tra campione e porta campione così da garantire accuratezza e consistenza.

Trasporto elettrico (ETO)

L’opzione trasporto elettrico ETO consente molti diversi tipi di misurazione su ampi intervalli di valori di resistenza e su numerose tipologie d campione. L’ETO offre due canali di misurazione indipendenti, ciascuno con la propria elettronica, per caratterizzare due campioni diversi simultaneamente. Ciascun canale consiste di generatore di corrente di precisione e un preamplificatore di tensione accoppiati a un processore di segnale digitale (DSP).

  • Misurazione della resistenza a due e quattro fili
  • Acquisizione delle curve corrente-tensione
  • Acquisizione delle curve di resistenza differenziale

“Nel nostro laboratorio di Magnetismo e Scattering di neutroni dell’Istituto per la fisica dello stato solido dello ETH di Zurigo, utilizziamo i sistemi MPMS-XL-7 e PPMS-14 di Quantum Design, equipaggiati con molti inserti ed opzioni di misurazione quali i sistemi iQuantum 3He e pressure cells per MPMS; VSM, refrigeratore a diluizione e suscettività AC per il PPMS. Tutta la strumentazione è stata installata dai tecnici del LOT-QuantumDesign Service team all’inizio del 2010. Dal quel momento in poi entrambi i sistemi hanno operato 24/7. Fino ad ora non abbiamo avuto nessun problema ad eccezione di alcuni momenti del tipo “avrei dovuto leggere meglio il manuale”. Il servizio tecnico in Germania, la loro pazienza e una assistenza diligente e rapida si sono rivelate preziose per noi. Siamo completamente soddisfatti del prodotto, ed abbiamo ordinato di recente un nuovo sistema PPMS-9 a LOT-QuantumDesign.”

A. Zheludev

“Nel Febbraio 2011, presso il nostro Istituto di Chimica inorganica dell’Università Martin Lutero di Halle Wittenberg, è stato installato un sistema PPMS-9 con ricondensazione.  Il sistema ha lavorato ininterrottamente fin da allora. Posso raccomandare fortemente il sistema di ricondensazione agli utenti che hanno difficoltà a reperire elio. Ad oggi il ricondensatore ha lavorato per circa 10.000 ore, senza dare nessun tipo di problema, ricondensando l’elio che evapora senza perdite significative.”

Prof. Dr. Stefan Ebbinghaus

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