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磁特性科学实验站

发布日期:2017-06-28    作者:     来源:     点击:

 

磁特性实验站是目前国际强磁场实验设施中最重要的科学实验站,磁化测量是其中最基本的实验技术之一。在脉冲场下,样品磁化强度随磁场的改变将会在pick-up线圈中产生感应电压,经过信号补偿与放大后被高速数据采集系统获得,最后通过数据处理得到样品的磁化率和磁化强度。相比较稳态场磁性测量,脉冲场磁化测量具有以下特点:1)磁场强度高,目前国际上已达到100 T。(2)由于脉冲时间极短(~10 ms)和采样速率极高(>250 k/s),测量系统对样品的磁相变非常灵敏。(3)自旋动力学性质可以在高达103-105 T/s扫场速率下研究。除了磁化测量,磁特性实验站还可以开展电极化、磁致伸缩、磁扭矩等磁学参数的测量,这使得其成为一种快速、高效和功能强大的综合科学实验平台。

1.脉冲磁体和磁场参数

2.测量温区

Helium 4 system: 1.5-300 K

Helium 3 system: 0.4-1.5 K

3.实验手段

磁化测量(感应法)

电极化测量(热释电流测量方法)

磁滞回线(扫场范围-50 T to 65 T)

磁电阻和霍尔电阻测量(交流数字锁相技术)

*磁致伸缩测量(光纤探测)

*磁扭矩测量(Cantilever方法)

*de Haas-van Alphen测量(高灵敏多晶铜线圈方法)

*比热测量(AC法)

(注:*代表已开展初步实验测量)

4.测量设备

高速数据采集系统NI PXI-5105, 5412, 5922, PXIe-8135, 6672, 1062Q

Keithley 2000,2182,2400,6221,6487仪表, LakeShore 330,335温控仪

Stanford Research System SR850数字锁相放大器, SR560前置放大器

Wayne Kerr 6500B (120 MHz)阻抗分析仪

5.样品准备和表征设备

FZ-T-10000-H型光学浮区单晶炉

X’Pert powder diffraction meter (XRD, 荷兰)

WS22型高精度线切割机 (Princeton Scientific Corp.)

7T超导量子干涉仪 (SQUID)

16T物性综合测量系统 (PPMS)

6.相关论文

1)刘永杰,林梓泉,王俊峰,脉冲强磁场磁特性科学测量系统及其应用,《物理》44, 805-811 (2015).

2B.R. Chen, Z.C. Xia et al., Engineering of ion-doping on the ground states and Bose-Einstein condensation of Sr3Cr2O8. Mater. Chem. Phys. 167, 278 (2015).

3N.M. Xia, L.R. Shi, Z.C. Xia et al., Dynamic behavior of magnetoelectric coupling of CuFeO2 induced by a high magnetic field. J. Appl. Phys. 115, 114107 (2014).

4L.R. Shi, Z.C. Xia et al., The enhanced spontaneous dielectric polarization in Ga doped CuFeO2, J. Appl. Phys. 116, 173907 (2014).

5Z.C. Xia et al., Avalanche transition with super-bandwidth magnetic field response in (La0.73Bi0.27)0.67Ca0.33MnO3. Appl. Phys. Lett. 102, 192408 (2013).

6J.F. Wang et al., High magnetic field induced phases and half-magnetization plateau in the S=1 kagome compound Ni3V2O8. Phys. Rev. B 84, 220407(R) (2011).

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