强强联合！M91快速霍尔测量选件登陆PPMS系统

2023-08-21 16:27:18, Dr. Shen QUANTUM量子科学仪器贸易（北京）有限公司

强强联合

霍尔测量仪&PPMS联用方案

近期，Lake Shore公司推出M91快速霍尔测量仪，并与Quantum Design公司联合开发了完全无液氦综合物性测量系统-PPMS®DynaCool™联用方案。该方案采用革新的一体式设计，相比传统的霍尔效应测量解决方案，显著提高了测量的精度、测量速度以及使用便利性。M91将所有必要的测量信号源和锁相等信号处理功能集于一体，可自动执行测量并计算最终霍尔系数和载流子迁移率参数。

左）：完全无液氦综合物性测量系统-PPMS®DynaCool™，右）：M91快速霍尔测量仪

低载流子迁移率材料分析利器

M91测量功能能够检测样品电极接触并确保测量始终在最佳样品条件下进行。特别是在测量低载流子迁移率材料时，可以更快、更好地完成相关测量。常见的测量可以在几秒钟内完成，得益于其仪器特有的FastHall技术消除了在测量过程中翻转磁场的必要性，使得该选件在PPMS上的测量效率大幅提升, 即便是在范德堡测量法(vdP)几何接线的测量过程中，也可以更快地分析低载流子迁移率材料样品。

M91快速霍尔测量仪可以直观判定样品接触电极质量

FastHall可以覆盖更低的载流子迁移率测量范围

产品特点

☛ 采用FastHall技术,在测量过程中无需进行磁场翻转

☛ 全自动检查样品引线接触质量，提供完整的霍尔分析

☛ 计算范德堡接线样品以及Hall Bar样品相关参数

☛ FastHall测量技术在采用范德堡接线时可将载流子迁移率测量极限缩小到0.001 cm2/(V·s)

☛ 可在显示屏直观显示检测过程，并具有触摸操作功能实时执行相关测量指令

联用方案细节

标准电阻套件M91可以通过DynaCool杜瓦LEMO接口连接进行测量

PPMS与M91的集成示例

标准测量模式下 PPMS DynaCool 采用自带样品托进行测量

PPMS样品托电极接线方案

该联用方案支持范德堡vdPauw 4引线连接以及Hall Bar 6引线连接模式，样品引线通过样品托底部针脚与PPMS样品腔连接并通过杜瓦侧面Lemo接口连接到M91测量单元上。该方案可以快速适配PPMS DynaCool系统并具有标准电阻测量范围（最大10 MΩ），使用常见的PPMS电学测量样品托即可完成相关测试。

左）：M91通过多功能杆顶部的接口直接连接；右）：M91高阻模式PPMS多功能样品杆

左）：样品板；右）：样品板插座

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克服难题精确测量

此外，针对有高阻小信号测量需求的客户，我们也可以提供有单独同轴线样品杆的高阻测量方案。该方案通过专用的多功能样品杆将样品板电极引线通过同轴电缆从样品腔顶部引出，从而获得更好的信噪比和更大的电阻测量范围（最大200 GΩ）。

M91组件自带的MeasureLINK软件与PPMS MultiVu深度集成，可以与MultiVu工作在同一台主机上亦或是同一局域网下的任意一台主机上对系统进行控制。

2K温度下使用PPMS 0-9T扫场的砷化镓二维电子气薄膜，采用范德堡测量法横向及纵向电输运测量结果准确反应了材料的整数量子霍尔效应

传统的直流场霍尔效应测量对于具有较高迁移率的简单材料来说相对简单可靠。但伴随着载流子迁移率的降低，测量难度增加，精度降低。在光伏、热电和有机物等前景广阔的新型半导体材料中，测量难度就增加了不少。

使用先进锁相放大器和更长测量窗口的交流锁相技术可以提取更小的霍尔电压信号，目前常用于探索低迁移率材料。延长测量间隔也会增加热漂移效应带来的误差，而且需要更长的时间来获得结果，有时甚至需要数小时。通过FastHall 技术这些问题迎刃而解，它甚至可以在几秒钟内精确测量极低迁移率的材料，极大的拓宽了材料研究测试研究范围。