PPMS綜合物性測量系統^[1]

PPMS^[2] 綜合物性測量系統是美國Quantum Design公司開發的一款對材料的各種物理性質進行基礎研究的儀器。PPMS系統的設計理念是在一個完美控制的極低溫(50mK)和強磁場(±16T)平臺上，集成全自動的磁學、電學、熱學和形貌，甚至鐵電和介電等各種物性測量手段。這樣的設計使得整個系統的低溫和強磁場環境得到了充分的利用，極大減少了客戶購買儀器的成本，避免了自己搭建實驗的繁瑣和誤差，可以迅速地實現研究人員珍貴的研究思路。

一個PPMS系統由基本系統和各種測量和拓展功能選件構成：基本系統提供低溫和強磁場的環境，以及整個系統的軟硬件控制中心；用戶在基本系統平臺的基礎上選擇自己感興趣的各種測量選件和拓展功能選件。

對于絕大多數常規實驗項目，PPMS已經設計好了全自動的測量軟件，和具有標準測量功能的硬件，如電阻率、磁阻、微分電阻、霍爾系數、伏安特性、臨界電流、交流磁化率、磁滯回線、比熱、熱磁曲線、熱電效應、塞貝克系數、熱導率和形貌表征等等。這些測量方法的可靠性和便捷性在過去的十幾年中已經得到世界科學界的認可。經過獨特而巧妙設計，PPMS系統上的各種測量選件之間能夠互不干擾，且能夠簡單快速地相互切換。

除此之外，PPMS系統并非人們看上去那樣是個Black Box，而是一個Magic Box：它上面預留了完善的軟硬件接口，使得用戶能夠通過PPMS系統控制第三方設備，利用PPMS系統的低溫強磁場環境和測量功能進行用戶自己設計的實驗，如鐵電、介電、光或微波輻照下電輸運、電場誘導下磁測量和磁電耦合等測量

磁場控制

PPMS 系統的磁場是通過對浸泡在液氦里的超導磁體勵磁獲得的，勵磁的電源為先進的卡

皮察電源。由它們構成的磁場控制系統由以下特點：

? 磁場具有很高的均勻度

在5.5cm（長）×1cm（直徑）的圓柱內均勻度達到0.01%（7T 或9T 磁體）。

? 低噪聲、高效率的雙極性磁體電源，具有卓越的電流平滑過零性質。

? 使用高溫超導材料制造的磁體電流引線極大的降低了在勵磁過程中的液氦損耗。

磁場控制系統技術參數：

磁場大小范圍：±所含超導磁體最大場(可選)

±7T，±9T，±14T，±16T

磁場分辨率：0.1 Oe

磁場穩定性：1PPM/hour

變場速率：最大200 Oe/s

剩磁（振蕩模式）：>5 Oe (7T 或9T)

磁體操作模式：閉環模式和驅動模式

磁場逼近模式：振蕩模式 非過沖模式

線性和掃描模式