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| 物理性質量測系統儀功能介紹
成大貴儀中心新購置的物理性質量測系統儀配有一顆磁場可達16Ｔ的超導磁鐵，樣本空間的直徑為2.54公分，已於104年12月測試完成，並於105年1月正式上線服務，本次新購案感謝科技部的大力支持，成大貴儀中心除購買主體之外，尚購置了稀釋製冷系統，直流與交流磁化率量測套件，比熱套件，及熱傳輸套件。電性量測將使用Keithly 6221及2182A並搭配我們自行開發的程式及探頭，並與物理性質量測系統儀連結做量測。其性能如下表所示。
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| 溫控參數 |
| 溫度變化範圍 |
1.9K~400K |
| 變溫速率 |
0.01K~6K/min |
| 溫度穩定性 |
±0.5% |
| 溫度正確性 |
±1%或0.5K |
| 磁場參數 |
| 磁鐵形式 |
NbTi/NbSn3 Hybrid |
| 最大磁場範圍 |
-160kOe~160kOe |
| 磁場均勻性 |
1cm內的變化量為0.1% |
| 充磁速率 |
10Oe/sec~220Oe/sec |
| 磁場解析度 |
0.33Oe |
| 殘餘磁場 |
<150Oe |
| 稀釋製冷系統 |
| 溫度變化範圍 |
50mK~4K |
| 溫度穩定性 |
±0.2% |
| 100mK時的製冷能力 |
0.25uW (樣本端) |
| 降溫時間(300K-100mK) |
8小時以內 |
| 樣本空間 |
直徑22mm高35mm的圓柱空間 |
| 直流磁化率量測參數 |
| 樣本振動頻率 |
40Hz |
| 樣本震動振福 |
0.1mm-2mm |
| 數值平均時間 |
0.5s~750s |
| 靈敏度 |
<10-8emu |
| 磁強正確性 |
2% (若使用標準形狀的樣本可達0.5%) |
| 最大可量測磁強 |
200emu |
| 交流磁化率量測參數 |
| 靈敏度 |
1×10-8emu |
| 交流場震幅範圍 |
0.005Oe~15Oe |
| 交流場頻率範圍 |
10Hz~10kHz |
| 比熱量測參數 |
| 溫度範圍 |
1.9K~400K |
| 樣本大小 |
1mg~500mg |
| 比熱解析度 |
10nJ/K@2K |
| 正確性 |
<5% (2K~300K<2%) |
| 熱傳輸套件量測參數 |
| 熱傳導正確性 |
<5% |
| 席貝克係數正確性 |
<5% |
| 熱電係數正確性 |
<15% |
| 量測速率 |
0.5K/min (T>20K),0.2K/min (T<20K) |
| 量測溫度範圍 |
1.9K~400K |
| Keithly 6221 &2182A |
| 直流電流輸出 |
100fA~100mA |
| 輸出阻抗 |
1014W |
| 交流電流輸出 |
4pA~210mA |
| 最大頻率 |
100kHz |
| 最短脈衝寬度 |
5μs |
| 超低溫交流磁化率量測參數 |
| 溫度變化範圍 |
50mK~4K |
| 可承受之最大靜態磁場 |
12 T |
| 外加交變場振幅範圍 |
0.002-4 Oe |
| 外加交變場頻率範圍 |
10-10 kHz |
| 靈敏度 |
5×10-7 emu |
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我們在購置物理性質量測系統儀做了下列的規畫：
1.補足超導量子干涉震動磁量儀所欠缺之大場磁性及高頻交流磁化率的量測。
2.增加熱性及電性的量測，使我們能支援的領域不再侷限於磁性材料相關的研究內。
3.在開放設施中增加了極低溫量測電性及比熱至50 mK 的可能性，使有需求的用戶不會求助無門。
4.我們在107年獲得成功大學補助，購買了交流磁化率超低溫量測套件，讓我們可以量測50 mK- 4 K溫度範圍的交流磁化率。
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一、儀器設備說明
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- 美國Quantum Design PPMS-16物理性質量測系統儀
- 購置日期：2015年12月
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| 二、服務項目 |
- 直流磁化率量測：溫度範圍 2 K~ 400 K，磁場範圍 0 Gauss~±160000 Gauss。
- 交流磁化率量測：溫度範圍 2 K~ 400 K，磁場範圍 0 Gauss~±160000 Gauss。最大交流磁場振幅與頻率分別為100e與10000Hz，最低頻率10 Hz。
- 比熱量測：溫度範圍 2 K~ 400 K，磁場範圍 0 Gauss~±160000 Gauss。
- 電阻量測：溫度範圍 2 K~ 400 K，磁場範圍 0 Gauss~±160000 Gauss，電流範圍100 fA~100 mA。
- 熱傳導量測：溫度範圍 2 K~ 400 K，磁場範圍 0 Gauss~±160000 Gauss。
- 超低溫交流磁化率量測：溫度範圍 0.05 K~ 4 K，磁場範圍 0 Gauss~±120000 Gauss。最大交流磁場振幅與頻率分別為40e與10000Hz，最低頻率10 Hz。
- 超低溫比熱量測：溫度範圍 0.05 K~ 4 K，磁場範圍 0 Gauss~±160000 Gauss。
- 超低溫電阻量測：溫度範圍 0.05 K~ 4 K，磁場範圍 0 Gauss~±160000 Gauss，電流範圍100 fA~100 mA。
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三、取樣應注意事項
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- 上科技部貴重儀器資訊管理系統選成功大學貴重儀器中心（PPMS-16T）預約，同時下載並填寫申請表，連同樣品一起郵寄或直接送達，完成預約登記程序。
- 測試樣品一律請用戶自行封裝處理。
- 樣品尺寸，平行磁場，小於7mm*5mm；垂直磁場，小於4mm*4mm粉末重量不得小於1 mg。重量請自行量測並記錄於服務單，液體樣品暫不接受量測。
- 樣品性質請詳細描述，如有無毒性，放射性、是否容易氧化，以便送達的樣品，立即做妥善適當的處理，另如有告知樣品可能特性，在量測時發覺有出入時，即時告知聯絡人。若您覺得您在量測上有任何疑慮，請來電與民楷博士洽詢您的樣本要在何種條件下量測。
- 樣品、名稱、重量、成份請標示清楚，量測項目、溫度、磁場請明確說明，另聯絡人、電話、email請詳細填寫。
- 儀器提供急件量測服務，請勾選並簡單說明理由與填寫希望回件日期。
- 當月送件量過多時，在公有儀器共用原則下，視送件量延長取件時間。
- 量測數據原則以雲端硬碟傳送，請初次送樣者先行 e-mail 欲使用在雲端硬碟之帳號及密碼給儀器負責人建立帳號， 後續待確認付款後始能上傳量測資料，請送樣者自行連結網址(http://lthf.quickconnect.to) 或使用QR Code登入下載檔案。若需索回量測之樣品與報表資料，請自備回郵信封並詳填資料與可燒錄光碟或自行至貴儀中心取。
- 本儀器定期校正比對，若量測資料有誤，請立即指正，經重測確定有誤，該樣品不予收費。另對量測資料提供免費諮詢服務。
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| 四、收費辦法及標準 |
- 以科技部-基礎研究核心設施預約服務管理系統為主，請上線查閱：儀器計費查詢。
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| 五、聯絡方式 |
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姓名 |
電話 |
電子郵件 |
| 技術員 |
李民楷先生 |
06-2757575 轉 31414 |
anion3143@hotmail.com |
| 樣品寄送 |
地址：701401 臺南市東區大學路1號 國立成功大學 基礎研核心設施 收件人：李民楷博士 |
| 六、儀器放置地點 |
| 國立成功大學自強校區儀器設備大樓B1樓B101室 |
| 七、申請表格及注意事項 |
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親愛的使用者：
感謝您使用成大貴儀中心【PPMS-16T】，應科技部撰寫「貴儀年度服務計劃申請書」之需，若是我們的工作對您的期刊、論文、著作確實有所助益，為提供本儀器之持續服務與品質，凡發表期刊或碩博士論文著作中有使用本儀器所擷取資料者，煩請在誌謝處提及使用儀器之單位名稱：PPMS-16T Lab,Instrumentation Center , NCKU，並將影印本或抽印本寄送或回傳本單位 (碩博士論文影印封面與誌謝文即可) 或告知我們刊載的期刊、年份、卷數、頁數、及著作題目，您的舉手之勞可使本儀器運作經費的申請更加順利，以利本儀器正常運作。
當您使用過本儀器後如有任何建議或有所批評指正的地方，煩請向儀器專家或技術員反應，謝謝。
成功大學貴重儀器中心物理性質量測系統儀器 【PPMS-16T】
儀器專家 ： 張烈錚 教授 （06）2757575-65224
操 作 員： 李民楷 博士 （06）2757575-65223，31414
email：anion3143@hotmail.com
敬啟
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