MPMS磁學測量系統是由美國Quantum Design公司開發的基於SQUID探測技術的高精度磁學測量儀器。其中SQUID（Superconducting QUantum Interference Device）是MPMS高靈敏度的根源，因此人們常常直接以SQUID來稱呼MPMS。
基本介紹
- 中文名：MPMS磁學測量系統
- 外文名：Superconducting QUantum Interference Device）
- 別名：SQUID
- 開發：美國Quantum Design公司
- 測量精度：最高可達10^-9 emu
- 測量溫度範圍：1.9K - 400K
組成,分類,相關技術,技術參數,
組成
MPMS系統磁學測量精度最高可達10^-9 emu，基系統的測量溫度範圍為1.9K - 400K （可購買選件拓展至0.48K - 1000K），同時設備由超導磁體提供最高到7特斯拉的外加磁場。7T以上的磁噪聲會使SQUID的測量精度明顯下降，因此MPMS系統不配備7T以上的磁體。
MPMS系統由一個基系統和各種測量及拓展選件組成。用戶首先選擇一個基系統，在功能上基系統提供了一個集溫度、磁場、控制軟硬體部分於一體的測量平台以及基本的SQUID直流磁學測量功能。其中主要包含內置超導磁體、低溫杜瓦、溫控系統、磁場控制系統、MPMS系統中央控制平台，SQUID探測單元等。在此基礎上，用戶進一步根據自己研究的需要選擇購買MPMS上其他各種拓展功能的選件，來實現在此低溫強磁場平台上的更多測量功能。
Qunatum Design公司提供兩個系列的MPMS磁學測量系統供用戶選擇，分別為：MPMS (SQUID) XL系列和MPMS (SQUID) VSM，前者簡稱為MPMS XL系列，後者簡稱為SQUID-VSM。
分類
MPMS(SQUID)XL系列
Quantum Design 公司的 MPMS 系列產品一直蜚聲於磁學研究領域。MPMS 系統帶有超導磁體和液氦溫控系統，提供了高磁場極低溫的測量環境，內置專利設計的射頻 SQUID 用來檢測磁信號，整個測量過程（包括數據的採集處理分析）高度自動化。MPMS XL 系統“套用範圍、信號靈敏度、溫控範圍、溫控精度和速度、磁場均勻度、參數測量精確和可靠性、控制自動化程度”等各個指標遠遠的超出同類產品。利用 MPMS XL 系列產品可以在高磁場 (最高可達7 T) 極低溫 (最低可達 1.9 K) 的環境下進行精度 AC 磁化率測量、DC 磁化強度測量、以及光照條件下磁學研究，還可以進行精密電學的測量。
MPMS(SQUID)VSM
2006 年 3 月 13 日，Quantum Design 公司在美國物理協會年會上，發布了最新設計的磁學測量系統：MPMS(SQUID)VSM 系統，簡稱SQUID-VSM。該系統雖然仍舊基於SQUID探測技術，但不是MPMS(SQUID)XL系列的簡單升級。SQUID-VSM系統是Quantum Design公司潛心開發多年的結晶，Quantum Design在該產品上集成了大量的全新專利技術。
MPMS(SQUID)VSM
MPMS(SQUID)VSM較MPMS XL磁學測量系統，SQUID-VSM最大的特點是在具有超高靈敏度的同時又有驚人的測量速度。這主要得益於該系統採用了Quantum Design公司的FastLab™快速數據採集技術、RapidTemp™快速控溫技術以及QuickSwitch™超導開關技術等一系列專利技術。上述這些新技術的採用使得在同樣條件下，SQUID-VSM系統的測量時間要大大地少於MPMS XL系統。
正是因為它將精細測量精度的SQUID技術和迅捷測量速度的VSM技術完美地結合在一起，因此這個新一代的MPMS系統被稱為SQUID-VSM。
相關技術
1)RapidTemp™快速溫控技術
系統從300K勻速降至10K僅需15分鐘，從10K穩定到1.8K也僅需5分鐘
2）QuickSwitch™超導開關技術
超導開關在超導態和正常態之間的轉換僅需要1秒鐘時間
3）FastLab™快速數據採集技術
系統的超導磁體允許最大700Oe/s的勵磁速度，在零場下僅需4秒數據平均時間(data average time)，系統便能達到1×10^-8 emu的測量精度；並且系統允許用戶在掃場模式下進行高精度的測量。
技術參數
溫度區間： 1.8~400 K 連續控制
降溫速度： 30 K/min 300 K>T>10 K
10 K/min 10 K>T>1.8 K
樣品腔內徑： 9 mm
磁場強度： ±7 特斯拉
磁場均勻度： 4 cm 範圍內達到 0.01%
勵磁速度： 最大700 Oe/s
樣品振動範圍：0.1-8 mm (峰值)
最大測量磁矩：10 emu
測量精度： <1×10^-8 emu H=0 T (4 秒測量時間)
<5×10^-8 emu H=7 T (4 秒測量時間)
