PPMS (综合物性测量系统）

PPMS综合物性测量系统^[1]

PPMS^[2] 综合物性测量系统是美国Quantum Design公司开发的一款对材料的各种物理性质进行基础研究的仪器。PPMS系统的设计理念是在一个完美控制的极低温(50mK)和强磁场(±16T)平台上，集成全自动的磁学、电学、热学和形貌，甚至铁电和介电等各种物性测量手段。这样的设计使得整个系统的低温和强磁场环境得到了充分的利用，极大减少了客户购买仪器的成本，避免了自己搭建实验的繁琐和误差，可以迅速地实现研究人员珍贵的研究思路。

一个PPMS系统由基本系统和各种测量和拓展功能选件构成：基本系统提供低温和强磁场的环境，以及整个系统的软硬件控制中心；用户在基本系统平台的基础上选择自己感兴趣的各种测量选件和拓展功能选件。

对于绝大多数常规实验项目，PPMS已经设计好了全自动的测量软件，和具有标准测量功能的硬件，如电阻率、磁阻、微分电阻、霍尔系数、伏安特性、临界电流、交流磁化率、磁滞回线、比热、热磁曲线、热电效应、塞贝克系数、热导率和形貌表征等等。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认可。经过独特而巧妙设计，PPMS系统上的各种测量选件之间能够互不干扰，且能够简单快速地相互切换。

除此之外，PPMS系统并非人们看上去那样是个Black Box，而是一个Magic Box：它上面预留了完善的软硬件接口，使得用户能够通过PPMS系统控制第三方设备，利用PPMS系统的低温强磁场环境和测量功能进行用户自己设计的实验，如铁电、介电、光或微波辐照下电输运、电场诱导下磁测量和磁电耦合等测量

磁场控制

PPMS 系统的磁场是通过对浸泡在液氦里的超导磁体励磁获得的，励磁的电源为先进的卡

皮察电源。由它们构成的磁场控制系统由以下特点：

♦ 磁场具有很高的均匀度

在5.5cm（长）×1cm（直径）的圆柱内均匀度达到0.01%（7T 或9T 磁体）。

♦ 低噪声、高效率的双极性磁体电源，具有卓越的电流平滑过零性质。

♦ 使用高温超导材料制造的磁体电流引线极大的降低了在励磁过程中的液氦损耗。

磁场控制系统技术参数：

磁场大小范围：±所含超导磁体最大场(可选)

±7T，±9T，±14T，±16T

磁场分辨率：0.1 Oe

磁场稳定性：1PPM/hour

变场速率：最大200 Oe/s

剩磁（振荡模式）：>5 Oe (7T 或9T)

磁体操作模式：闭环模式和驱动模式

磁场逼近模式：振荡模式 非过冲模式

线性和扫描模式