儀器名稱：無液氦綜合物性測量系統
儀器型号：PPMS DynaCool
儀器産家：Quantum Design Inc.
主要應用：主要用于極低溫或強磁場下多晶或單晶樣品的磁性、比熱、電輸運和熱輸運等物性測量。
性能指标：
1. 縱向磁體，磁場強度：±9 T（使用水冷式脈沖管式制冷機直接傳導制冷）溫度範圍：1.9 K~400 K 連續變溫、降溫時間：從300 K降至穩定在 1.9 K ≤ 40 min。
2. 溫度穩定性：±0.1% for T <20 K；±0.02% for T > 20 K(典型值)、控溫模式：連續低溫控制和溫度掃描模式、無需灌裝液氦或液氮。
3. 磁場均勻性：0.01% over 3 cm on axis。磁場分辨率：≤0.16 G。掃描速度：0.1~200 Oe/sec。從零場加至滿場所需時間：≤8 min，腔底能通過插座與樣品托進行傳熱和引線連接，提供至少12個針腳引線，能夠在樣品放入樣品腔之前，腔外檢測各種測量模式樣品引線的導通質量、配置有基于Windows專用控制軟件MultiVu、内置有高真空系統，真空度：<10e-4 Torr、内置磁屏蔽罩。
4. 直流電阻測量功能：能夠全自動測量電阻率（磁阻）、霍爾系數、伏安特性和臨界電流、輸出電流量程：10 nA~8 mA、最大電壓：4 V、靈敏度：20 nV、測量精度：0.01%(典型值)、最大測量電阻：4 MΩ、使用樣品托方式裝樣，非插杆式，可同時用4引線法測量3個樣品的直流電阻率，或者同時測量1個樣品的電子和霍爾效應。
5. 高級電輸運測量功能：能夠全自動測量交流阻抗、霍爾系數、直流伏安特性；測量溫度範圍：1.9 K~400 K；電壓輸出範圍：±4.5 V(一倍增益時)；電流範圍： 10 nA~100 mA 持續操作；頻率範圍：直流或交流（0.1 Hz~200 Hz）；電阻測量精度：0.1% (R < 200 kΩ)；0.2% (R >200 kΩ)；相對靈敏度：±10 nΩ RMS (typical)；電阻測量範圍：10 µΩ~5 GΩ。使用樣品托方式裝樣，非插杆式，可同時用4引線法測量2個樣品的電阻率，或者同時測量1個樣品的電阻和霍爾效應。振動樣品磁強計測量功能：能夠對磁性樣品進行高精度的直流磁化強度測量；測量溫度範圍： 1.9 K~400 K；靈敏度（1秒數據平均）：<10 e-6 emu；噪音基：2×10e-7 emu RMS；精确度：<5×10e-6 emu/Tesla；振動頻率： 5 Hz~80 Hz，典型值：40 Hz；最大可測磁矩：40 emu/振動峰值；線圈内徑：6 mm，後續可升級超低場、交流磁化率、高溫磁測量、光誘導磁測量等功能選件。比熱測量功能：測量溫度範圍：1.9 K~400 K；測量精度：<5% @2 K~300 K（典型值<2%）；測量靈敏度: 10 nJ/K @ 2 K；可測比熱大小範圍：1 μJ/K~100 mJ/K。熱輸運測量功能：能夠全自動測量熱導率、塞貝克系數、熱電品質因數；測量溫度範圍：1.9 K~400 K；熱傳導測量精度：±5%或±2 μW/K，T<15 K，±5%或±20 μW/K，15 K<T<200 K，±5%或±0.5 mW/K，200 K<T<300 K，±5%或±1 mW/K，T>300 K。Seebeck 系數：測量精度為±5 %或±0.5 μV/K 或±2 μV，測量範圍：1 μV/K~1 V/K，電阻率：最大電流：200 mA。
6. 樣品水平旋轉杆：轉角範圍：-10 °~370 °、轉動步長：0.013 °。
7. 轉動速度：最大10 °/s 、轉動回差：<5.0 °（典型值<3.0 °）。
樣品要求：
1. R模塊與ETO模塊測試樣品需為薄膜樣品，尺寸小于1.2 cm×1.2 cm，并制備有電極，測試前請自行将樣品封裝至樣品台（樣品台pad尺寸為2 mm×2 mm）。
2. VSM模塊樣品可為塊體、薄膜、粉體，塊體及薄膜尺寸不得超過3 mm，質量5~20 mg為宜，請務必确保樣品裝載牢固，謹防樣品在震動過程中掉入樣品腔。測試樣品不得為液體。
測試項目：
1. 磁化率VSM：M-H曲線，M-T曲線。
2. 比熱HC。
3.直流電阻測量功能: 能夠全自動測量電阻率（磁阻）、霍爾系數、伏安特性和臨界電流。
4. 高級電輸運測量功能：能夠全自動測量交流阻抗、霍爾系數、直流伏安特性。
測試案例：
LiFe(MoO4)2樣品磁化率測試繪圖結果
LiFe(WO4)2樣品比熱測試繪圖結果
LiFe(WO4)2樣品電流測試繪圖結果
儀器說明：
PPMS DynaCool在功能上仍然是一台PPMS系統，具有以往PPMS系統的所有測量功能，其配件有稀釋制冷機選件(D850)、磁電測量杆。然而由于其杜瓦内部的重新優化設計，使得PPMS DynaCool系統完全不需要液氦等任何制冷劑，系統使用一個二級脈沖管制冷機同時為超導磁體和樣品測量提供超低振動的低溫環境。并且系統主機就已經集成了産生<10-4 Torr高真空的冷泵，從而使PPMS DynaCool能與所有相關選件升級兼容。應用領域包括磁學、熱學、電學測量(包括但不限于交直流電阻率、磁電阻、微分電阻、霍爾系數、伏安特性、臨界電流、交流磁化率、磁滞回線、熱磁曲線、比熱、熱電效應、塞貝克系數、熱導率、膨脹系數和形貌表征等)可以根據用戶的需求選擇相應的選件。
注意事項：
1. 開啟樣品腔前請務必保證樣品腔内無磁場且處于常溫，以免腔體損傷。
2. 關閉腔體請确認密封圈安裝正确，執行測試程序前樣品腔應處于真空狀态，否則降溫時會損壞樣品腔。
3. 嚴禁私自更換模塊，嚴禁對樣品腔以外的硬件采取操作。
4. 所有測試必須保證液氦水平高于65%，如若液氦不足，請立即結束測試程序并通報管理員。
5. R模塊與ETO模塊測試樣品需為薄膜樣品，尺寸小于1.2 cm×1.2 cm，并制備有電極，測試前請自行将樣品封裝至樣品台（樣品台pad尺寸為2 mm×2 mm）。
6. VSM模塊樣品可為塊體、薄膜、粉體，塊體及薄膜尺寸不得超過3 mm，請務必确保樣品裝載牢固，謹防樣品在震動過程中掉入樣品腔。