PPMS® DynaCool™
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PPMS® DynaCool™

Quantum Design

O Sistema de Medição de Propriedades Físicas (PPMS) da Quantum Design agora está disponível em uma forma realmente livre de criogênicos. O PPMS DynaCool, o mais recente esforço de desenvolvimento da Quantum Design, usa um só refrigerador de Pulse-Tube de dois estágios para resfriar tanto o ímã supercondutor quanto o sistema de controle de temperatura, fornecendo um ambiente de baixa de vibração para medições de amostras. Utilizando uma nova abordagem para design de equipamentos crio-refrigeradores, o PPMS DynaCool emprega um sistema de controle de fluxo de gás baseado em 4He único, que lhe dá a ciclagem rápida de temperatura e o controle preciso de temperatura que você espera de um PPMS.

O PPMS DynaCool também vem, por padrão, com uma crio-bomba integrada usada para esvaziar o espaço amostral até um vácuo de < 10 - 4 Torr. Isto torna o PPMS DynaCool instantaneamente compatível com todas as opções disponíveis, ou com qualquer outro experimento projetado pelo usuário!

Características:
• Não precisa de líquidos criogênicos
• Faixa de temperatura de 1.8 K – 400 K
• Ímãs de 9 T e 14 T disponíveis
• Controle de Baixa Temperatura Contínuo – mantém a temperatura abaixo dos 4.2 K e oferece transições suaves de temperatura ao aquecer ou resfriar através dos 4.2 K.
• Modo de Varredura de Temperatura
• Operação completamente automatizada de aplicações/opções PPMS disponíveis
• Crio-bomba embutida para aplicação de alto vácuo
• Novos eletrônicos construídos usando arquitetura CAN para maior confiabilidade
• Modo standby economiza energia e só requer um pequeno tempo de recuperação.

Aplicações

Aplicações de Medições do DynaCool Integradas
PPMS Family Options Compatibility Table
Video Dynacool link -  https://www.youtube.com/watch?v=kktF6BhcnU0

Plataformas de Temperatura

Opções de Medição das Plataformas de Baixa Temperatura:

Refrigerador de Hélio-3

• Operação contínua até 0.5 K
• Compatível com medição de Capacidade de Calor, Transporte Elétrico e Resistividade DC



Refrigerador de Diluição

• Operação contínua de 4 K até 50 mK
• Compatível com medição de Capacidade de Calor, Susceptibilidade AC para DR e Transporte Elétrico

Refrigerador de Desmagnetização Adiabática (ADR)



• Refrigerador criogênico < 100 mK mais rápido do mundo para PPMS e DynaCool
• De 300 K para < 100 mK em < 3 horas
• Mantém a temperatura abaixo de 1.9 K por mais de 2 horas
• Permite medição de resistividade DC e Transporte Elétrico
• 8 contatos permitem que se meçam duas amostras simultaneamente
• Espaço amostral: 23 mm de diâmetro e 14 mm de altura
• Permite medições de temperatura ultrabaixa com menor investimento financeiro
• Medições apenas em campo zero
• Requerimentos de PPMS: Alta resistividade DC e vácuo.

Medição Térmica

Opções de Medição Térmica

Calor Específico

• Técnica de relaxamento completamente automatizada de 1.8 – 400 K
• Eletrônica de aquisição de dados e software de análise integrados

Transporte Térmico

Resistividade AC ρ

• Medida usando fonte de corrente DSP de precisão e detecção de voltagem sensível

Condutividade Térmica κ

• Medida aplicando corrente da sapata aquecedora para criar um diferencial de temperatura especificado pelo usuário entre as duas sapatas termométricas

Potência Termoelétrica α

• Medida criando uma queda de temperatura especificada entre as duas sapatas termométricas – assim como para a condutividade térmica. No entanto, para a potência termoelétrica, a queda de voltagem criada entre as sapatas termométricas também é monitorada.

Figura de Mérito Termoelétrica ZT

• Determinada aqui simplesmente como a combinação algébrica α2T /(κρ) das três quantidades medidas - condutividade térmica, potência termoelétrica e resistividade elétrica AC

Magnetometria

Opções de Medição de Magnetometria

Magnetômetro de Amostra Vibrante (VSM)

• Sensibilidade RMS: < 10-6 emu com média de 1 segundo
• Forno VSM Opcional de até 1000 K

Magnetometria de Torque

• Mede o torque magnético = mBsinθ
• Projetado para medir movimentos de amostras anisotrópicas muito pequenas
• Sensibilidade de Momento: 1 x 10-7 emu a 9 T; 1 x 10-8 emu a 14 T

Susceptibilidade AC (ACMS II)

• Susceptibilidade AC

• Sensibilidade: 1 x 10-8 emu
• Amplitude: 0.005 Oe – 15 Oe (peak)
• Faixa de Frequência: 10 Hz – 10 KHz
• A técnica de anulamento de fase direta mede e cancela defasagem AC de fundo a cada medida

• Magnetização DC

• Sensibilidade: 5 x 10-6 emu

Susceptibilidade AC para DR (ACDR)

• Susceptibilidade AC

• Amplitude de excitação: 0.002 Oe – 4 Oe (peak)
• Sensibilidade: 5x10-7 emu
• Precisão de Fase: 2°
• Faixa de Frequência: 10 Hz to 10 kHz

• Faixa de Campo DC

• Até ±12T

• Faixa de Temperatura

• 50mK – 4K



Varetas de Amostra Magneto-ópticas:

• Escolhe entre vareta UV ou IR

• UV >90% transmissão 325 nm - 900 nm
• IR >90% transmissão 375 nm - 2250 nm

• Volume do porta-amostra 2.68 mm3
• Sensibilidade de Momento

Eletro-transporte

Opções de Medição de Eletro-Transporte

Resistividade DC

• Quatro canais independente para realizar resistividade DC
• Faixa de temperatura: até 500 mK com a opção de He3
• Faixa de Corrente: 2 nA até 8 mA
• Faixa de Resistência de Amostra: Até 5 MOhm

Transporte Elétrico (ETO)

• Para realizar medições de Resistência AC, Efeito de Hall, I-V e Resistência Diferencial (dV/dI vs. I).
• Sensibilidade de 1 nV, resolução de 10 nΩ em 100 mA
• Amplitude de drive AC e DC 10 nA a 100 mA
• Resistência entre 10 µΩ a 5 GΩ

Rotador Horizontal de Amostra

• Termômetro localizado na plataforma do rotador
• Rotador de precisão controlado por motor de passo
• Tamanho do Passo: 0.013 graus (padrão); 0.0011 graus (alta resolução)
• Faixa de Ângulo: -10 graus a 370 graus

Sonda multifunções

• Fornecem-se portas axiais diretas à plataforma da amostra para instalar tubos de luz, cabos de fibra óptica, guias de micro-ondas e/ou condutores elétricos adicionais.

Alta Pressão

Célula de Alta Pressão para Magnetometria

Apresentando uma nova célula de alta pressão para magnetometria que permite mais fácil inserção e remoção de amostras sem a necessidade de uma prensa hidráulica. Esta célula de pressão, fabricada pela HMD, vem com um kit completo que contém todos os acessórios que lhe ajudarão na caraterização de suas amostras.



Benefícios da Célula de Pressão HMD:

• Design em BeCu para um fundo magnético mais uniforme
• Ausência de anéis de vedação em cobre garantem fácil remoção da amostra
• Acompanha todos os acessórios necessários
• Compatível com motor linear para opcional de medidas VSM
• Não requer prensa hidráulica

Especificações:

• Pressão Máxima Aplicada – 1.3 GPa
• Diâmetro do Espaço Amostral – 1.7 ou 2.2 mm
• Comprimento do Espaço Amostral – 7 mm máx.
• Diâmetro da Célula – 8.5 mm
• Faixa de Temperatura – 1.8 a 400 K

** Por favor, notar: Requer VSM e Conjunto de Bobinas de Furo Largo **

Célula de Pressão Hidrostática para Medições Elétricas

Apresentando uma célula de pressão hidrostática para medições elétricas projetada para uso em todos os instrumentos PPMS (PPMS, DynaCool, VersaLab). Esta célula de pressão, fabricada pela ElectroLab, é compatível com opções de medição ETO, ACT e de Resistividade DC da Quantum Design.



Benefícios da Célula de Pressão da ElectroLab:

• Baseado em tecnologia de célula de pressão de BeCu
• Termômetro externo integrado
• 10 cabos de amostra (5 pares trançados)
• Compatível com todas as plataformas QD PPMS
• Produzido pelo maior fabricante de células de pressão hidrostática no Japão
• Vários conjuntos de prensa também disponíveis

Especificações:

• Carga máxima aplicada – 3.0 GPa
• Pressão de Amostra Máxima – 2.7 GPa
• Diâmetro do Espaço Amostral – 4.0 mm
• Comprimento do Espaço Amostral – 6.0 mm max
• Faixa de Temperatura – 1.9 a 400 K

Espectroscopia

Opções de Medição de Espectroscopia

Sistema de Espectroscopia de Luminescência e Raman



O novo Sistema de Espectroscopia da Quantum Design combina espectroscopia de Fotoluminescência e Raman com imageamento óptico de amostra no ambiente de temperatura e campo magnéticos variáveis do PPMS. Usando este sistema integrado, materiais sólidos, líquidos e gasosos, em forma de filme fino ou em volume podem ser investigados. A espectroscopia Raman é uma técnica espectroscópica não-destrutiva usada para identificar e explorar modos vibracionais, rotacionais e outros modos de excitação na amostra. A espectroscopia Raman é mais frequentemente usada para identificar materiais cristalinos medindo sua “digital” Raman específica. Isto é feito ao medir o espalhamento inelástico de luz. Em amostras cristalinas o ganho ou perda inelásticos de energia produz picos estreitos discretos chamados de picos de Stokes ou anti-Stokes, respectivamente. Em contraste, vidros tem espectros vibracionais amplos, que por sua vez produzem espectros de Raman amplos. Ao usar o Sistema de Espectroscopia PPMS, o estudo de acoplamento de rede de spin em óxidos fortemente correlacionados em função da temperatura e do campo magnético se torna fácil por meio da interface MultiVu altamente automatizada.

• Vários Comprimentos de Onda (532, 785, e 850 nm)
• Controle de Inclinação
• Gradeamento Holográfico de Volume
• Filtro rejeita-faixa ultra estreito
• Área compacta

Aplicações

• Identificação estrutural
• Detecção de Impurezas
• Análise de Cristalização
• Filmes finos e em volume
• Sinal Stokes e Anti-Stokes

Espectrômetros FMR da NanOsc



O espectrômetro CryoFMR é um sistema plug-and-play que permite caracterização CPW-FMR de banda larga com capacidade de lock-in. Ele inclui sua própria fonte de frequência RF bem como módulo de detecção de lock-in, para que as únicas partes necessárias para conduzir o experimento são um computador para o controle de software e uma plataforma PPMS. Faixa de temperatura: 4 K a 400 K. Faixa de Frequência: 2 a 17 GHz.

Espectrógrafo de Imageamento Compacto

(Espectrógrafo Andor Shamrock 193i com iVac 316 CCD)




A Quantum Design agora adiciona análise de espectros estrutural e químico in situ às medições de caracterização de materiais do PPMS a baixa temperatura e fortes campos magnéticos. Esta habilidade atende à demanda crescente na comunidade pesquisadora. Oferecendo uma ampla gama de interfaces modulares que possuem acopladores de sistema de gaiola, a Quantum Design oferece conexões infinitamente configuráveis entre o Espectrógrafo e a Sonda Multifunção Óptica (OMFP) do PPMS. A “abertura larga” do espectrógrafo abre a porta para uma só configuração com o OMFP para imagear a amostra, enquanto permite a coleta de informação espectral através do mesmo caminho óptico do microscópio.

Características

• Controle integrado e aquisição de dados através do software MultiVu do PPMS
• Torre de gradeamento dual com RFID
• Saída de Detector Dual
• Foco Adaptativo
• Pré-alinhado e calibrado
• Design compacto e robusto

Aplicações

• Absorção, Transmissão e Reflexão
• Raman (532, 785, e 850 nm)
• Fluorescência e Luminescência

Expansão

Opções de Expansão de Medição

Dilatômetro



Mede a expansão relativa (dilatação) e a primeira derivada (coeficiente de expansão) em relação à temperatura e ao campo, com sensibilidade sub-angstrom. Isto é feito usando uma ponte de capacitância raciométrica diferencial, operando a 2340 kHz, que oferece alta sensibilidade e alcance dinâmico.

Óptica

Óptica

Sonda Multifunção Óptica (OMFP)

A recém-projetada Sonda Multifunção Óptica (OMFP) oferece flexibilidade e versatilidade sem precedentes que lhe permite conduzir experimentos de fotônica, óptica quântica e microscopia correlativa dentro dos ambientes de campo magnético e temperatura variáveis do PPMS, DynaCool e VersaLab. A sonda OMFP possui um “cabeça” à temperatura ambiente com várias portas de acesso e mesa óptica integrada para montar componentes ópticos como lentes esféricas e acromáticas, espelhos giratórios, filtros, difusores, divisores de feixe, prismas, retardadores, feixes de fibra e fiação elétrica. O design aberto modular da cabeça da sonda fornece acesso fácil às portas axiais e conectores, que podem ser configurados para encaminhar guias de onda elétricas, de fibra individual, de feixe de fibras e em miniatura ao espaço amostral. Além disso, uma porta de acesso óptico central permite que se façam experimentos de óptica de feixe livre no criostato. Uma montagem de fio óptico padrão de 0.5 pol. torna fácil e rápido alinhar e focar conjuntos de lentes.



Características

• Disponível para VersaLab, DynaCool e PPMS
• Porta de acesso de feixe livre de meia polegada (SM05) para capacidade óptica ao longo do caminho óptico.
• Portas elétricas, SMA e axiais diretas à plataforma de amostra fornecido para instalar tubos de luz, cabos de fibra óptica e/ou condutores elétricos.
• 2 conjuntos de 4 condutores elétricos na interface PCB da amostra para experimentos de transporte elétrico.
• Capacidade de medição múltipla (ex. resistividade elétrica, efeito de Hall, Van der Pauw, magnetometria e outras medições ópticas)
• Fiação integrada para sistema de posicionamento cartesiano opcional (capacidade de movimento 3 x 3 x 3 mm)
• Plataforma de amostra com termômetro integrado
• Montagem de lente e filtro multiposição para a região fria da sonda
• 300 K to 50 K, ± 3 T (VersaLab); 300 K to 1.8 K, ± 14 T (DynaCool); 300 K to 1.9 K, ± 16 T (PPMS)

Aplicações

• Estudos em óptica livre
• Medições de fibra óptica
• Propriedades Termo-ópticas
• Propriedades Magneto-ópticas

Sistema de Posicionamento Cartesiano



Pode-se usar um sistema de posicionamento cartesiano completamente motorizado com nossa Sonda Multifunção Óptica (OMFP) para focar um feixe de laser ou outra fonte de excitação em uma região específica da amostra. O sistema de posicionamento cartesiano fornece uma capacidade de movimento XYZ de 3 x 3 x 3 mm.

Fonte de Luz de Xenônio



• Escolha de fonte de luz entre 150 W ou 300 W
• Lâmpada de Arco de Xenônio
• Roda de filtro de 10 posições
• 9 filtros passa-faixa (436 nm, 470 nm, 500 nm, 530 nm, 555 nm, 585 nm, 640 nm, 740 nm, 850 nm)