匠心典范——Quantum Design只做好的科学仪器

发布日期：2019-12-10

    时值金秋，Quantum Design 为广大的科研工作者们带来了许多好消息。Quantum Design的产品一直以高品质著称，即便如此，Quantum Design的科学家们从未停下探索的脚步。本月在美国圣迭戈召开的国际制冷机大会（International Cryocooler Conference (ICC 19)）上Quantum Design发布了多条有关新产品和新选件的消息。

    Quantum Design 发布的新选件凝结了科学家们的智慧与心血，那就是与VersaLab集成的拉曼测量选件。众所周知，拉曼光谱一直是材料物性研究和结构表征的重要手段之一。随着科技手段的不断提高，拉曼测量无论是在信号强度还是在探测精度上都得到了的提高。美中不足的是，目前为止大多数的拉曼测量只能在室温、小磁场环境下进行，这限制了对材料低温物性和相变的研究。少数在低温环境下的测量由于需要劈裂式磁体等专门的低温设备导致成本十分高昂。Quantum Design的科学家们在了解到用户的需求之后开始了坚持不懈的研究，在克服了种种困难之后实现了与VersaLab系统集成的拉曼选件，成功地实现了变温、磁场环境下的高精度拉曼测量。由于光路复杂、信噪比差一直是低温拉曼测量的弱点。这次Quantum Design能够成功的实现高质量低温拉曼测量得益于独特的设计和精确的加工工艺。下图是装置的实物图和硫单质的测量数据。通过硫单质的光谱数据可以看出该低温拉曼选件的性能。目前该选件的PPMS版本也进入到后的调试阶段，不久之后也将与广大用户见面。

拉曼装置为客户安装完成实物图（UCSD, Prof. Averitt's lab）

硫单质瑞利峰随温度的变化

    更让人惊喜的是，Quantum Design发布了用于稀释制冷机的交流磁化率选件。这终结了在mK温度下只能进行比热和电学测量的历史，开辟了稀释制冷温度下磁学测量的新时代，这在实验上是巨大的进步。下图是在稀释制冷机交流磁化率选件上进行的Ti晶体超导转变测量。在变温速率10mK/min的情况下，整条变温曲线在十分钟内即可完成，可以看出升降温时温度重叠性和数据的稳定性很好，显示了该组件的灵敏性和稳定性，同时也显示了PPMS稀释制冷机组件的优异性能。左图中同相位磁化率的跳变和反相位磁化率的峰位清楚的显示了Ti晶体的超导转变。

左图显示了Ti晶体在超导转变过程中同相位（左上图）和反相位（左下图）的交流磁化率随温度的变化，磁场频率1KHz，大小为0.5Oe。右上图显示了在不同的直流磁场下用1KHz，0.5Oe交流磁场测量的交流磁化率与温度的关系曲线。右下图显示了临界磁场与温度的关系。

    在本次大会上Quantum Design发布的第三款产品是模块化压缩机冷却组件。新型的风冷组件具有更高的冷却效率，结合Quantum Design独有的压缩机变频技术使得用户的能源消耗降到低。用户只需要简单的升级即可免除为氦压缩机配备冷却水的苦恼。室内机与室外机的分离设计以及集成式的冷却装置还为用户节省了氦气管道的长度。

新型风冷式压缩机

    此外Quantum Design还发布了新的氦气纯化与氢气探测技术。在Quantum Design先进的氦气回收系统（ATL+ATP）中，氦气的纯化一直是重要的一环，也是该领域中的独有技术。本次对氢气探测滤除技术的升级使得氦气纯化技术迈上了新台阶。经过纯化的氦气比商业化的高纯氦气的纯净度更高，达到了99.9995%的纯净度，大大提升了回收系统的效率和低温设备运行的安全性，这对于液氦和氦气价格高昂的亚太地区是值得庆祝的好消息。

氦气回收方案示意图

    以上这些激动人心的消息均源于Quantum Design的科学家和工程师们的不懈努力和执着追求，体现了Quantum Design精益求精的精神。

匠心典范——我们只做好的科学仪器。