新一代 SQUID 磁强计 — MPMS3

核心优势

• 融合 MPMS-XL 与 SQUID-VSM 双重优点
• 支持 DC Scan、VSM、交流测量三种模式
• 全氦气启动运行，摆脱液氦依赖
• 样品可 360° 旋转，适合各向异性研究
• 超低场功能，适用于高精度场冷却测量

工作原理

1. 核心探测技术：SQUID

MPMS 家族仪器的核心是超导量子干涉器件（SQUID）。这是一种极其灵敏的磁通传感器，能够检测样品微小磁矩产生的磁场变化。因此，MPMS 常被称为 SQUID 磁强计。

2. 测量方法：DC 扫描法

MPMS3 主要采用直流扫描测量，基本过程如下：

1. 样品通过一个超导探测线圈组（通常为二阶梯度计，用于抵消均匀磁场和线性梯度干扰）；
2. 样品在探测线圈中缓慢移动；
3. 样品（近似为磁偶极子）的移动会在线圈中感应出电流；
4. SQUID 检测该电流信号，并通过分析扫描时间和信号幅度计算样品的磁矩。

3. 可选测量方法：VSM

MPMS3 可选配振动样品磁强计（VSM）模块。在此模式下，样品在探测线圈内进行正弦振动，系统使用锁相放大器测量磁响应，有助于优化特定实验的信噪比和测量效率。

环境控制

温度：系统使用液氦冷却样品腔，通过真空泵和加热器精确控温，标准范围为 1.8 K – 400 K；高温炉选件可扩展至 1000 K。

磁场：由铌钛合金超导磁体提供，最高达 7 Tesla。通过磁体电源控制，并利用 QuickSwitch 超导开关 实现场的快速切换与持久模式运行。

系统构成与自动化

硬件组成：杜瓦、超导探头（集成磁体/SQUID/温控）、电子控制模块（磁体控制器、SQUID 控制器、电机控制器、温控器）及计算机。

控制软件：采用 MultiVu 软件，支持仪器监控、数据采集、实时作图及序列编程。用户可编写“序列”文件，自动执行 M(T)、M(H)、M(t) 等复杂测量流程。

关键操作：样品制备与定心

为确保测量精度，必须严格遵循以下步骤：

• 使用专用样品台将样品安装在样品杆的正确位置（通常距底部 66 ± 3 mm）；
• 测量前必须执行样品定心操作，使样品精确位于探测线圈中心；
• 定心可通过软件自动扫描偏移或手动输入偏移值完成。

技术参数

制造商：美国 Quantum Design 公司