磁学测量系统的功能扩充
2021-04-03毕四军李喜玲
毕四军,李喜玲
(兰州大学 磁学与磁性材料教育部重点实验室,物理国家级实验教学示范中心,甘肃 兰州 730000)
美国QD(Quantum Design)公司的磁学测量系统(magnetic property measurement system, MPMS),提供了完美的温度(1.9~400 K)、磁场(0~7 T)测量环境,低温、强磁场是其特色[1]. MPMS能够高精度测量材料的直流磁化强度和交流磁化率等,然而对于物理、材料等学科不仅要研究它的磁学性能,还要研究电学性能. 磁学性能和电学性能是研究材料物理性能非常重要的两个方面[2]. MPMS磁学测量系统采用GPIB线缆通信,并预留了扩展的接口[3],将2400、2182A等专用测量仪表、测试控制电脑连接到MPMS系统中,利用LabVIEW的图形化编程语言为软件开发平台,构建能实时输入测量参数、采集、监控、直观显示测试结果,如I-V曲线、电阻随温度(R-T)、电阻随磁场(R-H)等物理参数的电学性能的测量,使大型仪器MPMS在原有磁性测量的基础上,实现了材料电学性能的测量,拓展了MPMS的功能和应用研究领域.
1 系统构成
1. 1 电测量系统的构建
MPMS的电测量由样品室、液氦杜瓦、真空泵、超导磁体及磁体电源组件、电子控制系统和测试控制电脑等组成[4],是其基本系统. 该基本系统提供了低温和强磁场的测量环境以及用于对整个MPMS 系统的温度、磁场控制. MPMS外接接口通过GPIB线连接配置Keithley 2400数字源表、2182A纳伏表等. 测试仪表在MPMS系统的默认地址分别为11、12,这样将MPMS系统与测量仪表、测试控制电脑有机地融为一体,借助LabVIEW图形化软件,从而实现低温、强磁场环境下的电学性能测试.
1. 2 系统测试原理
将样品固定在样品杆上,并连……
