近日，美國Lake Shore Cryotronics.公司新款8600系列振動樣品磁強計（VSM）在大灣區(qū)大學完成安裝并順利通過驗收。該設(shè)備的投入使用，為大灣區(qū)大學科研人員開展磁性材料相關(guān)研究提供了先進的實驗工具，有助于提升該校在該領(lǐng)域的研究能力，為深入探究磁性材料的微觀特性創(chuàng)造了有利的實驗條件。

圖1  大灣區(qū)大學Lake Shore 8600系列- 8604型VSM安裝現(xiàn)場

振動樣品磁強計(VSM)是測量材料磁性的重要手段之一，廣泛應(yīng)用于各種鐵磁、亞鐵磁、反鐵磁、順磁和抗磁材料的磁性研究中。隨著科學研究的不斷深入，研究者對VSM設(shè)備的操作、靈敏度及磁場分辨率的要求越來越高。為此，美國著名低溫設(shè)備制造商Lake Shore Cryotronics, Ltd.在其成熟的7400系列VSM產(chǎn)品設(shè)計基礎(chǔ)上，推出了全新8600系列VSM。該系統(tǒng)以提高產(chǎn)品性能和用戶體驗為目標，對VSM的測量元件和操作部件進行了全新優(yōu)化升級，在提升靈敏度和磁場分辨率的情況下，還增強了設(shè)備的操作性。

一、主機部分

Lakeshore 8600系列VSM

更優(yōu)異的性能

8600系列VSM采用創(chuàng)新設(shè)計，在降低測量噪聲的同時還提高了采樣速度。系統(tǒng)具有15 nemu的超高靈敏度、1 mOe的磁場分辨率、自帶10000 Oe/s的超快磁場變化率和高達10ms/pt的數(shù)據(jù)采集速度，繪制一個完整的磁滯回線只需30秒。

100ms/point 時無樣品背景噪聲測試，噪聲峰值119.5 nemu - 800 nemu（左）；

10s/point 時無樣品背景噪聲測試，噪聲峰值13 nemu - 50 nemu（右）

更人性化的操作

8600系列產(chǎn)品升級的另一個核心是設(shè)備的可操作性。Lake Shore公司將自研的QuickLIGN™安裝組件內(nèi)置于該系列產(chǎn)品中，極大地簡化了樣品安裝和更換的流程，單手即可完成操作。同樣，QuickLIGN™安裝組件與8600系列VSM的所有變溫選件兼容，使得安裝和配置溫度選件5分鐘內(nèi)即可完成。

此外，8600系列的VSM磁體內(nèi)置了ExactGAP™功能，設(shè)置了6個可重復(fù)的固定間隙，無需進行重新校準。

                                  QuickLIGN™安裝組件                                              ExactGAP™可重復(fù)磁極間隙調(diào)整功能

更強大的操作軟件

8600系列VSM 配備了全新的測量軟件，界面簡單，只需幾步操作即可實現(xiàn)設(shè)置、執(zhí)行程序、實驗測量和數(shù)據(jù)處理等功能。軟件包含一個完整的腳本引擎，用戶可以使用提供的標準協(xié)議腳本或自行創(chuàng)建腳本，設(shè)定自定義實驗條件進行測量。

當與變溫選件(86-OVEN， 86-CRYO， 或86-SSVT)聯(lián)用時，該軟件可以自動檢測接入系統(tǒng)的變溫選件，并與集成的705氣體控制器配合使用，從而在4.2 K~1273 K的整個溫區(qū)中提供自動化的VSM測量。

系統(tǒng)軟件還具備處理擴展和補償數(shù)據(jù)、校準退磁和斜率因子、規(guī)范樣品質(zhì)量和體積、從測量數(shù)據(jù)中修正及扣除襯底數(shù)據(jù)以及計算及顯示導數(shù)曲線等功能，進一步提升了實驗的準確性和效率。

8600系列VSM操作軟件界面

一階反轉(zhuǎn)曲線功能FORC

一階反轉(zhuǎn)曲線(FORC)是一種新型磁學測量方法，主要適用于測量含有諸多磁性礦物的自然樣品，確定磁性礦物矯頑力的分布以及磁性礦物顆粒之間磁相互作用的強弱，幫助區(qū)分磁性礦物的種類和磁疇轉(zhuǎn)換。FORC測量需要較高的磁場變化率和數(shù)據(jù)采集速率，8600系列VSM的標配系統(tǒng)自帶FORC測量功能，可以滿足測量參數(shù)的需求。

一階反轉(zhuǎn)曲線（FORC）測量數(shù)據(jù)

二、 變溫選件

Lakeshore的8600系列VSM配備了三種不同的變溫選件：SSVT一體化變溫選件、CRYO低溫恒溫器選件和Oven高溫選件，以滿足不同的溫度需求。變溫選件采用GlideLOCKTM設(shè)計，軟件可以自動檢測變溫選件的安裝，操作十分簡便。

GlideLOCKTM變溫選件和溫度控制器

Lakeshore VSM變溫選件溫度范圍

SSVT一體化變溫選件：100 - 950K（左）；低溫恒溫器變溫選件 4.2-450K（中）Oven高溫爐選件：303-1273K（右）

三、矢量線圈組件

Lakeshore 8600系列VSM同樣提供了矢量線圈組件，配合振動頭的旋轉(zhuǎn)功能，可以進行磁性材料各向異性測量表征，從而確定其矢量磁化分量和電感張量。矢量線圈組件可以進行室溫測量，也可以與變溫選件聯(lián)用進行變溫測量。

室溫矢量測量（左）；與SSVT選件聯(lián)用的變溫矢量測量（右）

四、鐵磁共振測量

Lakeshore 8600系列VSM同樣提供了鐵磁共振組件，配合NanOsc的鐵磁共振儀可以進行磁性材料鐵磁共振測量表征，從而計算磁性材料有效磁化率、各向異性常數(shù)，阻尼系數(shù)，旋磁比等磁學性能。鐵磁共振組件支持面內(nèi)磁場和面外磁場測量，滿足各類測量需求。

鐵磁共振測量組件

面內(nèi)磁場IP夾具（左）；面外磁場OOP夾具（右）

五、電學測量和霍爾效應(yīng)測量拓展

Lake Shore將VSM設(shè)備搭配的磁體部分可以用做多功能的電磁體平臺，意味著Lake Shore電磁體平臺除VSM磁性測量功能之外，可以應(yīng)用其他測量選件。目前支持的測量選件為M81同步源測量模塊和M91快速霍爾測量模塊。

M81同步源測量模塊針對小信號科學研究實驗有更多優(yōu)化，測量更精準。整個模塊一體化程度高，配置有信號激勵源、測量模塊和鎖相濾波的整體解決方案，無需多個儀表混合輸出，面板操作直觀，簡單易上手。

M81同步源測量模塊

M91快速霍爾測量模塊采用了Lakeshore專利（專利號：9797965和10073151）的快速霍爾測量技術(shù)，該測量模式無需進行磁場極性的切換，使得DC場下測量速度極快，可以達到傳統(tǒng)AC模式下的霍爾測量性能，還能使得某些情況下的分析時間縮短數(shù)十倍，極大提高測試效率。

M91快速霍爾測量模塊

關(guān)于 Lake Shore Cryotronics, Ltd.：

美國Lake Shore公司是著名的極端溫度和磁場條件下高精度測量和控制解決方案的創(chuàng)新者。主要產(chǎn)品包括低溫探針臺、振動樣品磁強計、霍爾效應(yīng)測量系統(tǒng)、M81同步源測量系統(tǒng)、Janis系列低溫恒溫器、低溫控溫儀、低溫溫度傳感器、高斯計及霍爾傳感器等。Lake Shore公司一直致力于推動科學發(fā)展，其產(chǎn)品解決方案不斷創(chuàng)新，應(yīng)用領(lǐng)域從物理實驗室到深太空科學探索不斷發(fā)展。