Kryogenfreies System zur Messung physikalischer Eigenschaften (PPMS DynaCool)

von Quantum Design

Das PPMS DynaCool von Quantum Design zur Messung physikalischer Eigenschaften ist ein komplett neu konstruiertes System, das alle Merkmale bisheriger PPMS-Systeme bietet, aber kein flüssiges Kryogen benötigt. Das System enthält einen zweistufigen Pulsröhrenkühler für den supraleitenden Magneten und das Temperaturregelungssystem und gewährleistet eine effiziente, schwingungsarme Umgebung für Messungen an Proben, die gleichzeitig auch Wartungskosten senkt.

Das System ermöglicht die Messung von Materialeigenschaften wie spezifische Wärme, magnetische AC- und DC-Suszeptibilität und elektrische wie thermische Transporteigenschaften (wie z.B. Hall-Effekt, thermo-elektrische Effektivität und Seebeck-Effekt) im Bereich bis 1,9 K und bis 14 T.

Eigenschaften
  • Vollständig kryogenfrei – kein flüssiges Kryogen erforderlich
  • Temperaturbereich 1,9 K – 400 K
  • 9-Tesla- und 14-Tesla-Magneten erhältlich
  • Kontinuierliche Tieftemperaturregelung – Aufrechterhaltung einer Temperatur unterhalb von 4,2 K für unbegrenzte Zeit, und stufenlose Temperaturänderung beim Aufwärmen und Abkühlen durch 4,2 K
  • Voll automatischer Betrieb der PPMS-DynaCool-Messoptionen

Weitere Informationen

Ein neues Gasflussregulierungssystem ermöglicht eine weitere Verbesserung von Kühlleistung und Temperaturstabilität gegenüber der bereits hoch modernen Temperaturregelung des PPMS-Systems, die Kunden von Quantum Design immer schon gewohnt waren. Mit diesem neuen Regelungssystem kann das PPMS DynaCool eine standardmäßige PPMS-Probenscheibe in weniger als 40 Minuten von 300 K auf eine stabile Temperatur von 1,9 K kühlen. Die sogenannte kontinuierliche Tieftemperaturregelung (CLTC) hält Temperaturen unter 4,2 K für eine unbegrenzte Zeit aufrecht und gewährleistet einen reibungslosen Temperaturübergang beim Aufheizen oder Abkühlen auf 4,2 K.

Das PPMS DynaCool ist mit einem kontaktgekühlten, schalterlosen 9-Tesla- oder 14-Tesla-Magnetsystem ausgestattet. Das PPMS DynaCool-9T umfasst jetzt auch eine integrierten Magnetabschirmung, die die Fünf-Gauß-Linie sehr nahe an der Oberfläche des Kryostatschrank halten kann, so dass diese Systeme näher an anderen empfindlichen Geräten aufgestellt und damit der Platz im Labor besser genutzt werden kann. Das PPMS DynaCool hat eine integrierte Kryopumpe und Vakuummeter zur Steuerung der Probenumgebung.

Dank der Flexibilität des PPMS DynaCool kann der Benutzer eigene Experimente anlegen und mit Hilfe von Einsätzen wie z.B. der Multifunktionstastspitze, die eine voll anpassbare Probenschnittstelle bereitstellt, Schnittstellen zur Probenkammer herstellen. Die Funktionalität des Kryostaten ermöglicht eine Steuerung von Temperatur und Magnetfeld über externe Programme wie LabVIEW oder sonstige Software.

Der integrierte Helium-Rückverflüssiger nutzt nur eine geringe Menge an flüssigem Helium für die Temperaturregelung. Dadurch ist das System praktisch kryogenfrei. Heliumgas wird nur zum Spülen der Probenkammer benötigt.

Anwendungen

Magnetische Eigenschaften

  • Vibrationsmagnetometrie (VSM)
    - 1000 K Ofen
    - Optischer Probenhalter
    - FORC Option
  • AC Suszeptibilität
  • Drehmoment Magnetometrie
  • Messung bei sehr geringen Feldern
  • Druckzelle

Thermische Eigenschaften

  • Wärmekapazität
    - Rotator
  • Thermischer Transport
    - Thermische Leitfähigkeit
    - Thermoelektrischer Effekt

Mechanische Eigenschaften

  • Dilatation
  • Elastizität

Elektrische Eigenschaften

  • Elektro-Transport
  • Van der Pauw – Hall-Transport
  • Rotator
  • Druckzelle

Spektroskopie

  • Raman-Spektroskopie
  • FMR-Spektroskopie

Sub-Kelvin-Kühlsysteme

  • Helium-3-Kühler
    - Wärmekapazität
    - Elektro-Transport
  • Entmischungskühler
    - Wärmekapazität
    - Elektro-Transport
    - AC-Suszeptibilität

Experimente mit externer Hardware

  • Multifunktionseinsatz
  • Optischer Multifunktionseinsatz

Rastersondenmikroskopie

  • Konfokalmikroskop

Downloads

PPMS DynaCool Specifications
PPMS Platform measurement options
The PPMS series brochure
PPMS ultrasonic eleastic constant measurement option
PPMS options compatibility table

Referenzkunden

"Wir benutzen das DynaCool-System sowohl für elektrische Messungen (ETO-Option) als auch für die Magnetometrie (VSM-Option). Das DynaCool-System ist 24 Stunden/7 Tage die Woche im Einsatz. Bestechend an dem System ist die extrem einfache Handhabung bis zu tiefen Temperaturen (bis 1,8 K) und Feldern von bis zu ±9 Tesla. Das Gerät wird nicht nur von gestandenen Wissenschaftlern sondern auch von Studenten genutzt, die keinerlei Erfahrung mit Kryotechnik und supraleitenden Magneten haben. Dank der einfachen Bedienung können sich die Studenten voll auf die physikalischen Probleme konzentrieren und müssen sich kaum mit instrumentellen Fragen befassen."

- Dr. Görlitz, Universität Hamburg, Institut für angewandte Physik goerlitz@physnet.uni-hamburg.de

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David Appel
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Dr. Tobias Adler
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Dr. Marc Kunzmann
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