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多通道高精度低噪聲綜合電學(xué)測(cè)量?jī)x,可與PPMS無(wú)縫銜接

時(shí)間:2024-9-12閱讀:681

多通道高精度低噪聲綜合電學(xué)測(cè)量?jī)x,可與PPMS無(wú)縫銜接

近期,QD中國(guó)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心全新引進(jìn)Lake Shore公司推出的M81多通道高精度低噪聲綜合電學(xué)測(cè)量?jī)x,該設(shè)備可以與無(wú)液氦綜合物性測(cè)量系統(tǒng)-PPMS®DynaCool™無(wú)縫連接,是一款功能全面,簡(jiǎn)單易用且可高度模塊定制化的電學(xué)測(cè)量?jī)x表。


M81可以提供多種不同的電學(xué)測(cè)量解決方案,包括可輸出直流至最高100kHz的交流,甚至交流直流混合的電壓及電流源模塊以及對(duì)應(yīng)的電流和電壓測(cè)量模塊匹配。使用交流信號(hào)時(shí),多個(gè)模塊采用內(nèi)部參考信號(hào)同步,可以實(shí)現(xiàn)最多6個(gè)通道同時(shí)實(shí)時(shí)鎖相。通過(guò)配置不同的電壓、電流源表,可以輕松實(shí)現(xiàn)從最基礎(chǔ)的四引線小電阻測(cè)量,到伏安特性、霍爾效應(yīng)、自旋SOT材料、FET功率器件等的測(cè)量,滿足多種不同的測(cè)量使用需求。


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M81多通道高精度低噪聲綜合電學(xué)測(cè)量?jī)x


M81使用Lake Shore公司專門(mén)研制的MeasureLINK測(cè)量軟件,能夠?qū)81的控制和測(cè)量實(shí)現(xiàn)全程零編程的簡(jiǎn)便操作。例如多通道間信號(hào)同步、測(cè)量初始化條件、測(cè)量流程化控制,以及測(cè)量進(jìn)度的實(shí)時(shí)顯示和記錄等等。


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MeasureLINK測(cè)量控制軟件


MeasureLINK軟件亦可輕松與其他多種低溫或磁體系統(tǒng)聯(lián)用,并集成了針對(duì)這些設(shè)備的控制功能,例如Lake Shore的低溫恒溫器、電磁體、甚至可以實(shí)現(xiàn)和PPMS DynaCool無(wú)縫銜接。與DynaCool聯(lián)用時(shí),MeasureLINK可實(shí)現(xiàn)對(duì)PPMS的系統(tǒng)狀態(tài)的變溫變場(chǎng)控制以及實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控。從而實(shí)現(xiàn)即點(diǎn)即用的PPMS 平臺(tái)M81電學(xué)解決方案


多通道高精度低噪聲綜合電學(xué)測(cè)量?jī)x,可與PPMS無(wú)縫銜接


M81配合各種不同低溫系統(tǒng)方案


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M81配合PPMS DynaCool的電學(xué)解決方案


MeasureReady™ M81-SSM系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),并利用MeasureSync™自主研發(fā)信號(hào)同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)源模塊和測(cè)量模塊的所有通道最高100kHz的信號(hào)實(shí)時(shí)同步。利用MeasureSync™技術(shù),M81系統(tǒng)可以在同一時(shí)間對(duì)所有通道進(jìn)行采樣,確保在相同條件下對(duì)被測(cè)器件或樣本進(jìn)行測(cè)試,獲得一致性的數(shù)據(jù)。



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M81采用主機(jī)與模塊的搭配方案


M81主機(jī)是M81 SSM系統(tǒng)的核心。根據(jù)訂購(gòu)的型號(hào),儀器支持 2、4 或 6 個(gè)通道,分別包括 1、2 或 3 個(gè)信號(hào)源和 1、2 或 3 個(gè)測(cè)量單元。每臺(tái) M81 儀器可管理 1 至 3 個(gè)信號(hào)源通道和 1 至 3 個(gè)測(cè)量通道,以便在單個(gè)測(cè)試序列中測(cè)試多個(gè)被測(cè)器件或樣品,而不會(huì)因線路復(fù)雜化和信號(hào)切換造成信號(hào)劣化。此外還可以將多臺(tái)儀器組合起來(lái),進(jìn)一步提高信號(hào)源和測(cè)量通道的能力,而不會(huì)降低模擬性能,同時(shí)利用 MeasureSync™ 對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有信號(hào)通道進(jìn)行定時(shí)同步。


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M81主機(jī)


該主機(jī)以 MeasureReady™ 儀器平臺(tái)為基礎(chǔ),采用圖形化觸摸屏界面進(jìn)行編程控制和監(jiān)測(cè)。其符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì)的前面板具有 TiltView™ 顯示屏,無(wú)論是在工作臺(tái)上還是安裝在機(jī)架上,都能獲得最佳的可視性。它還支持標(biāo)準(zhǔn) LAN、USB 和 GPIB 通信。


M81-SSM采用主機(jī)和模塊搭配使用的方案,一個(gè)主機(jī)可以同時(shí)擴(kuò)展至多3個(gè)源表模塊以及至多3個(gè)測(cè)量模塊,每個(gè)模塊均可以適配直流以及最高100kHz的測(cè)量范圍。具體有以下模塊可供選擇:


1.  VM-10 電壓測(cè)量模塊


該模塊提供分辨率從低納伏到 10 V 的直流至 100 kHz 電壓測(cè)量,包括振幅、相位和諧波檢測(cè)功能。專有的無(wú)縫量程技術(shù)允許在增減量程時(shí)進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。



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VM-10 電壓測(cè)量模塊


2.  CM-10電流測(cè)量模塊


該模塊可在直流至 100 kHz 范圍內(nèi),以接近零的輸入偏移電壓測(cè)量 fA 至 100 mA 的電流,包括幅值、相位和諧波檢測(cè)功能。該模塊還具有可配置的硬件和軟件濾波功能。



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CM-10電流測(cè)量模塊


3. BCS-10電流源模塊


該模塊提供 1 pA 至 100 mA 的可編程電流,最大符合 ±10 V 的直流輸出至 100 kHz 正弦輸出。BCS-10 源自 Lake Shore 的 372 型交流電阻電橋,采用差分或平衡設(shè)計(jì),有助于減少或消除低溫恒溫器和其他研究設(shè)備中經(jīng)常遇到的接地回路。它擴(kuò)展了 372 型平衡源的功能,增加了可變頻率和振幅編程能力,在保持出色噪聲性能的同時(shí),提高了靈活性。



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BCS-10電流源模塊


4. VS-10電壓源模塊


該模塊可提供 ±1 nV 至 ±10 V 的可編程電壓,最大符合 100 mA 的直流至 100 kHz 正弦輸出。VS-10 適用于柵極偏置、電壓掃描 I-V 曲線剖析,以及需要高穩(wěn)定電壓并結(jié)合電流、電阻/電感和其他材料或電子器件測(cè)量的應(yīng)用。



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VS-10電壓源模塊


不同的模塊搭配也為不同應(yīng)用場(chǎng)景提供了不同的解決方案,常見(jiàn)的測(cè)量搭配有:


二維材料,納米線,有機(jī)半導(dǎo)體

VS module + CM module, primarily

I-V特性曲線,4引線法

M81優(yōu)勢(shì):低電壓源噪聲,低電流測(cè)量噪聲


多通道高精度低噪聲綜合電學(xué)測(cè)量?jī)x,可與PPMS無(wú)縫銜接

金屬-絕緣體相變,二維材料,超導(dǎo)材料

BCS module + VM module

交流電阻,表面電阻,交流霍爾

M81優(yōu)勢(shì):交流電流霍爾:電阻和霍爾電壓的同步測(cè)量;

在不同頻率的超低溫恒溫器中同時(shí)測(cè)量多達(dá)三個(gè)器件


光電二極管和光電晶體管

CM module + occasionally VS module

M81優(yōu)勢(shì):可編程偏置電壓源


自旋輸運(yùn)

DC/AC: BCS module + VM module

M81優(yōu)勢(shì):同步測(cè)量電阻、霍爾電壓和諧波霍爾電壓


MIS結(jié)、約瑟夫森結(jié)、晶體管中的缺陷表征

VS module + CM module

M81優(yōu)勢(shì):雙 DAC 交流和直流電源


熱電材料、一維材料

AC, BCS module + VM module

M81優(yōu)勢(shì):相位相關(guān)電流源,同步諧波檢測(cè)



綜合以上這些測(cè)量方案, M81-SSM 的強(qiáng)大功能不言而喻,能夠?yàn)閺V大科研工作者提供表征多種測(cè)試結(jié)構(gòu)(包括納米結(jié)構(gòu)、單層和多層原子結(jié)構(gòu)、MEM、量子結(jié)構(gòu)、有機(jī)半導(dǎo)體和超導(dǎo)材料)的超卓解決方案。


為了便于廣大客戶全面了解和親身體驗(yàn)M81多通道高精度低噪聲綜合電學(xué)測(cè)量?jī)x,Quantum Design中國(guó)公司引進(jìn)了該設(shè)備樣機(jī),目前該設(shè)備已安裝于公司樣機(jī)實(shí)驗(yàn)室并調(diào)試完畢。即日起,我們歡迎對(duì)該設(shè)備感興趣的老師和同學(xué)來(lái)訪,我們?cè)赒uantum Design中國(guó)樣機(jī)實(shí)驗(yàn)室恭候大家的到來(lái)。


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