低温超导磁体典型应用--纳米结构研究

纳米结构研究

    纳米结构研究通常需要一个高度稳定的样品平台。Cryomagnetics除了提供传统液氦（湿式）系统外，还提供方便的4.2K脉冲管冷却超导磁体和变温插件(VTI)。
        Cryomagnetics纳米结构研究系统采用先进隔振技术——将低振动脉管制冷机用于冷却超导磁体和样品，制冷机真空罩装有隔振波纹管，内部安装超柔性导热铜辫，隔振支架减小地面传递给系统的振动，此外，冷头使用遥控马达进一步减小振动。该系统还装配一个顶部装卸的变温插件，用户可以利用该插件将样品插入低温强磁场区域。工作过程如下：氦气引入系统通过制冷机冷却并液化，液氦用来冷却磁体和VTI；通过JT膨胀阀对VTI进行冷却可使样品降至1.5K。液氦气化后通过泵/压缩机机回收重复上述过程。一般情况下，在首次充入氦气后无需再灌装。标准的内部样品空间直径为38mm，Cryomagnetics可提供可选插件以获得更低的温度。

        7T分立线圈对超导磁体，低温恒温器底部装配盲口，将来升级时可作为底部光学窗口或底部观察窗使用。系统的真空罩和防热辐射屏都是模块式，通过O-ring密封，所以该系统非常灵活，升级或改造时无需对系统进行切割。VTI安装样品探针，样品座为镀金的无氧铜，安装加热器和校准型温度计。该系统可以升级He-3插件或稀释制冷机插件。He-3插件的“单发式”配置允许用户将温度降至300mK以下，稀释制冷机插件降至40mK以下。所有Cryomagnetics结构研究系统包括气体处理系统(GHS)，配备真空泵，压缩机，氦气膨胀室以及各种阀门、真空规、管道等。标准系统包括一个手动控制阀，可选自动GHS，带一个触摸式PLC监视器来自动实现系统的重要功能，最大化减小用户的误操作。为了简化超导磁体的操作，Cryomagnetics纳米研究系统包括Navigator TM软件，Navigator是基于Labview的软件包，包含有完整的超导磁体电子控制系统。

典型用于纳米结构研究的7T分立线圈对超导磁体配置和参数说明：

☆ 超导磁体

●    分离线圈对结构，水平磁场

●    中心最大磁场：7T

●    磁场均匀度：±0.01%@10mmDSV

●    安装恒流开关

●    剩磁小于2mT

●    全面防失超保护

●    集成高温超导电极

●    可选9T或12T螺线管结构

☆ 低温恒温器/制冷机

●    恒温器为铝制结构，里面容纳超导磁体

●    水冷式Cryomech PT-415低振动脉管机为磁体和样品降温

☆ 变温插件

●    顶部装载的VTI，安装样品探针、加热器和校准型Cernox（1.5K-400K）温度计

●    样品座为镀金无氧铜

☆ 气体处理系统

●    气体处理系统配备真空泵、压缩机、氦气膨胀室以及各种阀门、真空规、管道等

●    标准系统包括一个手动控制阀，可选自动GHS

●    带一个触摸式PLC监视器来自动实现系统的重要功能，最大化减小用户的误操作

☆ Cryomagnetics Navigtor控制软件

●    Navigator控制软件是基于Labview的软件包

●    包含完整的超导磁体电子控制系统

☆ 4G-100集成超导磁体电源系统

●    该电源为磁体提供电流激励

●    该电源作为单一输出模式时输出电流为100A@800W

☆ TM-600温度显示器

●    Cryomagnetics的TM-600温度显示器用来监视磁体和防热辐射屏的温度

☆ Cryocon24C型控温仪

●    Cryocon24C型控温仪为VTI提供样品的温度控制，该设备与He-3插件兼容

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