多功能振动样品磁强计-VersaLab

多功能振动样品磁强计-VersaLab

美国Quantum Design公司成立于1982年,是由公司的SQUID磁强计的设计者创立,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),它们已经成为研究领域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,遍布国内外相关实验室。

2007年1月美国Quantum Design公司郑重推出了第三种产品—多功能振动样品磁强计(VSM)—VersaLab,它是Quantum Design公司推出的第一种无液氦多功能振动样品磁强计系统,最高磁场为3 T,温度范围为50~400 K,可以全自动高精度的进行磁、电、热等多种物性测量。

从某种意义上来说,VersaLab也是一种经济型小PPMS系统(Quantum Design公司一种广为认可的材料研究大平台),因为VersaLab上的测量选件如磁学、电输运、比热等都是从PPMS上移植过来的,是非常成熟可靠的技术,经过了长时间的实验检验,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广泛认可。与PPMS相比,VersaLab的测量功能和精度几乎完全相同,只不过磁场略低、温区略窄,但产品的诸多新特点使得用户的购买成本和运行成本大大降低。

基于低温强磁场多功能测试平台,兼顾VSM、各向异性磁阻测试,铁磁共振测试等

VersaLab与传统电磁铁VSM对比:



VersaLab传统电磁铁VSM
磁场控制NbTi超导磁体铜线圈电磁铁
均匀区大(2.4cm)均匀区窄(约0.5cm)
高场下均匀度不变(0.1%)高场均匀区大幅下降,磁噪声大
全自动化控制,操作方便手动调节磁极间距和鞍区等复杂操作
无需水冷需水冷
一体化机身屏蔽罩无磁屏蔽,高场对周边人体与设备危害
温度控制低温无需任何温度插件低温、高温均需要外部插件
高温使用自加热样品杆(使得磁极间距必须扩大,从而降低磁场强度和测量精度,并有巨大背景信号)
内置微型制冷机低温需要液氦或液氮
低温无需液氦或液氮
VSM马达长程电磁力驱动马达机械马达
(无任何机械噪声和磨损,无需维护)(机械噪声对磁测量产生影响)
振动方向与磁场平行振动方向与磁场垂直
(提高磁信号探测灵敏度)
VSM测量0-3T灵敏度均达到10-7emu高场下由于电磁铁噪声对测量精度产生影响,数据测量时间长
数据平均时间1秒
内置<10-4 Torr高真空配备机械真空泵,约10‑3 Torr
(无机械振动和噪声)
拓展功能电输运、比热、铁电、介电、光电、磁电等手动电测量、无其他功能
能耗总功率2.4kW磁场能耗5~8   kW
变频压缩机,自动调节制冷功率,效率提高50%,噪音下降10%水冷机功率5~8   kW
仪器尺寸重86 Kg,高1.31m重达上千公斤,无法移动
底部滑轮,可随意移动


 



应用领域:

▪  磁学测量

▪  电学测量

▪  热学测量

▪  居里温度测量

▪  磁制冷材料测量

▪  磁蓄冷材料测量


主要特征: 


▪   集合磁、电学、热等高精度测量,功能强大

▪   50-1000K测量全程无需液氦或液氮(微型制冷机冷却超导磁体以及样品室)

▪   专利技术提供更高温度控制精度

▪   超导磁体提供更均匀的背景磁场

▪   高低温下均可达到最大3特斯拉磁场

▪   无磁极间距调整及鞍区调整等复杂操作

▪   高磁场下长期运行也无需冷却水

▪   单相电源供电(220V),能耗小(2.4KW)

▪   体积小巧,便于移动(重86 Kg,高1.31m)


VersaLab温度扫描曲线,400K至50K只需90分钟!

快速扫磁场,扫12T只需不到7分钟

噪声基水平小于1.6x10-7 emu

 


丰富多样的选件:


样品水平旋转杆选件(磁学、电学测量)

VersaLab上的样品水平旋转杆选件是用于测量与角度相关联的电和磁性质,例如电阻率、霍尔效应、临界电流、伏安特性以及磁各向异性等。样品安装在能够轻易拆装的带有镀金引线的样品板上,仅需要将特定功能的样品板插入到旋转台上就能进行角度相关测量,在测量的过程中转杆由步进马达控制按照输入的转动精度进行全自动转动。

 

技术参数: 

•  转角范围: -10° to 370°

•  角度转动步长: 0.05°或0.0045° (高精度)  

•  转动重复性: < 1.0°

•  转动速度: 10°每秒或1°每秒(高精度)


 



VSM 高温炉选件

VersaLab上VSM的高温炉选件用于扩展磁学测量的温度区间,最高可以达到1000K。采用专利的样品腔真空绝热技术而没有采用任何加热炉腔,既没有引入噪声源保证了高温磁测量精度而且操作非常简单易行。


高温磁学测量技术参数:

•  稳定工作温度:300-1100K   

•  均方根灵敏度:<10-5 emu   

•  噪音基:<10-5 emu rms

•  温度测量精确度: 0.5K


  



电输运测量选件 

磁、电测量往往密不可分,VersaLab系统新推出的VersaLab电测量选件,允许用户在50-400K,±3T的系统环境下全自动的进行诸如电阻、微分电阻(非线性电阻)、磁电阻、伏安特性和霍尔效应等各种电学测量。

 

技术参数:

•   噪声基:1 nV/rtHz

•   电压输出范围:± 4.5 V (一倍增益时)

•   电流范围: 10nA-100mA 持续操作

•   频率范围: 直流或交流(0.1Hz-200Hz)    

•   电阻测量精度:0.1% (R < 200 kΩ) 

                     0.2% (R > 200 kΩ)

•   相对灵敏度: ± 10 nΩ RMS (typical)

•   电阻测量范围:四线法10-8Ω-106Ω

                      二线法106Ω-5X109Ω


 


 

比热测量选件  

比热是非常重要的物理量,但是实验上很难获得高品质的比热测量数据。Quantum Design公司采用了热驰豫法,使用双τ模型专利技术对驰豫曲线进行拟合,全自动快速精确地获得变温和变场下的高质量比热数据,该项技术曾获得1998年世界“R&D100”大奖。 


技术参数:

•  测量温度范围:50-400K

•  磁场范围:±3T

•  样品尺寸:1mg - 500mg(典型值20mg)

•  测量灵敏度:10nJ/K @2K

•  测量精度:<5% @2K - 300K(典型值<2%)   


 



热输运测量选件

热输运选件可以同时测量样品的热传导系数、Seebeck系数(热电势)和交流电阻率,并根据这三个数据计算出热电材料的品质因子。样品测量采用样品托的方式,并配套有专用的样品安装工具。 


技术参数:

•  热传导测量精度:± 5 %

•  Seebeck系数测量精度:± 5 %

•  Seebeck系数测量范围:1 μV/K - 1 V/K   

•  品质因子测量精度:± 15 %(取决于S)


 



多功能样品杆选件

多功能样品杆能够方便用户将外接仪表的电源引线、信号采集线、光纤、微波导管等引入VersaLab系统的样品室内,从而可以进行例如铁电、介电、激光或微波辐照下的电输运等测量。

                                                      



“Reproducible magnetostrain behavior induced by structure transformation for Ni46Co4Mn39Sn11 Heusler alloy”

Li, Z. and Xu, K. and Zhang, Y. L. and Jing, C., Journal of Applied Physics, 117, 023902 (2015), DOI.


“Zero temperature coefficient of resistivity induced by photovoltaic effect in Y Ba2Cu3O6.96 ceramics”

Yang, Feng and Han, Mengyuan and Chang, Fanggao, AIP Advances, 5, 017126 (2015), DOI.


“The martensitic transformation and magnetic properties in Ni50−xFexMn32Al18 ferromagnetic shape memory alloys”

Xuan, H.C. and Zhang, Y.Q. and Li, H. and Han, P.D. and Wang, D.H. and Du, Y.W., Applied Physics A, 119(2), 597-602 (2015), DOI.


“Synthesis and Characterization of the Superconductors Y3Ba5Cu8−xFexO18 (0.0597 ≤ x ≤ 0.1255)”

Pimentel, J.L., Jr and Buitrago, D.Martinez and Supelano, I. and Parra Vargas, C.A. and Mesquita, F.R. and Pureur, P., Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 28(2), 509-512 (2015), DOI.


“Contribution of entropy changes to the inverse magnetocaloric effect for Ni46.7Co5Mn33In15.3 Heusler alloy”

Li, Zhe and Zhang, Yuanlei and Xu, Kun and Yang, Taoxiang and Jing, Chao and Zhang, Hao Lei, Solid State Communications, 203, 81-84 (2015), DOI.


“Structural and Magnetic Properties of Ni81Fe19 Thin Film Grown on Si(001) Substrate via Single Graphene Layer”

Li, Gui-fang and Liu, Shibin and Yang, Shanglin and Du, Yongqian, Journal of Nanomaterials, 2015, 575401 (2015), DOI. education.qdusa.com

 

“Possible influence of the ferromagnetic/antiferromagnetic interface on the effective critical behavior of bilayers based on La1−xSrxMnO3”

Miño, Lucero Álvarez and Mulcué-Nieto, Luis Fernando, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 377, 314-318(2015), DOI.


“Antiferromagnetic phase of the gapless semiconductor V3Al“

Jamer, M. E. and Assaf, B. A. and Sterbinsky, G. E. and Arena, D. and Lewis, L. H. and Sa\'ul, A. A. and Radtke, G. and Heiman, D., Phys. Rev. B, 91(9), 094409 (2015), DOI.


“Hyperfine interaction and some thermomagnetic properties of amorphous and partially crystallized Fe70−xMxMo5Cr4Nb6B15 (M = Co or Ni, x = 0 or 10) alloys”

Rzącki, Jakub and Świerczek, Jan and Hasiak, Mariusz and Olszewski, Jacek and Zbroszczyk, Józef and Ciurzyńska, Wanda, Nukleonika, 60(1), 121–126 (2015), DOI.


“Subsurface structure and magnetic parameters of Fe-Mo-Cu-B metallic glass”

Miglierini, Marcel and Hasiak, Mariusz and Bujdoš, Marek, Nukleonika, 60(1), 115–119 (2015), DOI.


“Effects of Ge substitution on the structural and physical properties of CuFeO 2 delafossite oxide”

Naka-in, Lerdkead and Kamwanna, Teerasak and Srepusharawoot, Pornjuk and Pinitsoontorn, Supree and Amornkitbamrung, Vittaya, Japanese Journal of Applied Physics, 54(4s), 04DH10 (2015), DOI.


“Microstructure and magnetic properties of Nd-Fe-B-(Re, Ti) alloys”

Hasiak, Mariusz, Nukleonika, 60(1), 29–33 (2015), DOI.


“Photovoltaic effect in iron-based SmO 0.7 F 0.3 FeAs superconductors”

Yang, F. and Liu, Z. Y. and Han, M. Y. and Chang, F. G., Journal of Physics D: Applied Physics, 48(21), 215308 (2015), DOI.


“Magnetoelastic coupling in A2FeReO6 (A = Ba and Ca) probed by elastic constants and magnetostriction measurements”

Li, Ling and Koehler, Michael R. and Bredeson, Isaac and He, Jian and Mandrus, David and Keppens, Veerle, Journal of Applied Physics, 117, 213913 (2015), DOI.


“Magnetism, electron transport and effect of disorder in CoFeCrAl”

Kharel, P. and Zhang, W. and Skomski, R. and Valloppilly, S. and Huh, Y. and Fuglsby, R. and Gilbert, S. and Sellmyer, D. J., Journal of Physics D: Applied Physics, 48(24), 245002 (2015), DOI.


“Synthesis, structural characterization, electric and magnetic behaviour of a Sr 2 DyNbO 6 double Perovskite”

Hurtado, P. C. Plazas and Téllez, D. A. Landínez and Vásquez, J. A. Cardona and Vargas, C. A. Parra and Roa-Rojas, J., Journal of Physics: Conference Series, 614(1), 012002 (2015) , DOI.


"Non-volatile modulation effects of electric field on the magnetic and electric properties in La-Ca-MnO3/PMN-PT heterostructures"

Zhang, H. and Ye, Q. and Tang, L. and Chen, S. and Huang, Z. and Sun, N., IEEE Transactions on Magnetics, PP(99),1-1 (2015), DOI. 


“Coexistence of electric field controlled ferromagnetism and resistive switching for TiO2 film at room temperature”

Ren, Shaoqing and Qin, Hongwei and Bu, Jianpei and Zhu, Gengchang and Xie, Jihao and Hu, Jifan, Applied Physics Letters, 107, 062404 (2015), DOI.


“Investigation on the enhanced electrochemical performances of Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2 by surface modification with ZnO”

Yu, Ruibing and Lin, Yingbin and Huang, Zhigao, Electrochimica Acta, 173, 515-522 (2015), DOI.


"Synthesis of FeCo alloy magnetically aligned linear chains by the polyol process: structural and magnetic characterization"

Clifford, Dustin M. and Castano, Carlos E. and Lu, Amos J. and Carpenter, Everett E., Journal of Materials Chemistry C, Web (2015), DOI.


“Effect of Thickness on Magnetic Dipolar and Exchange Interactions in SmCo/FeCo/SmCo Thin Films”

Rodríguez, C. and Mancilla, J. and Chavez, K. and Magaña, F. and Méndez, S. and Galindo, J., Advances in Materials Physics and Chemistry, 5(9), 368-373 (2015), DOI.


“Conventional and inverse magnetocaloric effects, and critical behaviors in Ni43Mn46Sn8In3 alloy”

Thanh, Tran Dang and Nan, W.Z. and Nam, Gnu and Van, Hoang Thanh and You, T.S. and Phan, T.L. and Yu, S.C., Current Applied Physics, 15(10), 1200-1204 (2015), DOI.


“High-Strength Single-Walled Carbon Nanotube/Permalloy Nanoparticle/Polyvinyl Alcohol Multifunctional Nanocomposite Fiber”

Zhou, Gengheng and Wang, Yi-Qi and Byun, Joon-Hyung and Yi, Jin-Woo and Yoon, Sang-Su and Cha, Hwa-Jin and Lee, Jea-Uk and Oh, Youngseok and Jung, Byung-Mun and Moon, Ho-Jun and Chou, Tsu-Wei, ACS Nano, 0(ja), Web (2015), DOI.


“Successive magnetic transitions and magnetocaloric effect in Dy3Al2 compound”

Li, YaWei and Zhang, Hu and Yan, Tim and Long, KeWen and Wang, HuaSheng and Xue, YanJun and Cheng, Chen and Zhou, HouBo, Journal of Alloys and Compounds, 651, 278-282 (2015), DOI.


“Magnetocaloric Properties of Fe75Mo8Cu1B16 and Fe81Mo8Cu1B10 Metallic Glasses”

Hasiak, M. and Milglierini, M. and Kaleta, J. and Bujdoš, M., Acta Physica Polonica A, 127 (2), 608-610 (2015), DOI.



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国内用户列表,排名不分先后


西安理工大学内蒙古科技大学
福建师范大学河北师范大学
北京科技大学安阳师范学院
同济大学北京工商大学
太原科技大学北京航空航天大学
河南师范大学北京科技大学
上海计量院陕西科技大学
有研稀土新材料股份有限公司浙江大学
北京工业大学兰州大学
北京科技大学宁波计量测试研究院
三峡大学内蒙古师范大学
中国钢铁研究总院北京工商大学
齐齐哈尔大学北京航空航天大学
山东大学武汉理工大学
中国计量学院西安理工大学
曲靖师范学院中山大学
四川大学包头稀土研究所
重庆师范大学上海科技大学
北京有色金属研究总院浙江大学
四川师范大学……