低温强场下材料的磁性测试与结构表征虚拟仿真实验模块 1:磁性能测试(PPMS)一)实验原理振动样品磁强计(VSM)是综合物性测量系统(PPMS)的主要功能之一,是一种磁性测量常用的仪器,在科研和生产中有着广泛的应用
它是利用小尺寸样品在磁场中做微小振动,使临近线圈感应出电动势而进行磁性参数测量的系统
该仪器的磁矩测量灵敏度高,最高可达到 10%mu,对测量薄膜样品等弱磁信号更具优势
如果一个小样品(可近似为一个磁偶极子)在原点沿 Z 轴作微小振动,放在附近的一个小线圈(轴向与 Z 轴平行)将产生感应电压:己““VSM 测量采用开路方法,样品放置的位置对测量的灵敏度有影响
假设线圈和样品按图 1 放置,沿 x 方向离开中心位置,感应信号变大;沿 y 和 z 方向离开中心位置,感应信号变小
中心位置是 x 方向的极小值和 y、z 方向的极大值,是对位置最不敏感的区域,称为鞍磁体有超导磁体、电磁铁和亥姆赫兹线圈等几种
前两种能产生很强的磁场,用来测量高矫顽力的永磁材料
亥姆赫兹线圈产生的磁场很小,但磁场的灵敏度很高,适于测量软磁材料
磁矩 m 的测量由探测线圈和锁相放大器组成,锁相放大器有很高的放大倍数,保证了 VSM 有较高的灵敏度
磁场的测量采用霍耳磁强计
将 m 和 H 信号送给计算机,由计算机进行数据的处理,并对测量过程进行自动化控制
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