Мы с гордостью представляем вам новую систему эталонов QHR 6800C, разработанную Measurements International (MI) — идеальное решение для высокоточных и прослеживаемых эталонных эталонов в высокотехнологичных средах. Стандарт квантованного сопротивления Холла (QHR) признан во всем мире как представление в омах и является наиболее стабильным стандартом сопротивления. Благодаря системе MI 6800C QHR национальные лаборатории и первичные промышленные лаборатории по всему миру теперь могут получить доступ к полностью автоматизированному первичному эталону, который не только обеспечивает высокую воспроизводимость, но и является экономичным средством получения высоконадежного эталона сопротивления.

Прошли времена борьбы с нехваткой жидкого гелия, нерегулярными поставками и ростом цен. Для работы системы 6800C QHR не требуется жидкий гелий, что делает ее эффективным и экономичным решением для лабораторий. Команда MI вложила многолетний опыт в разработку квантованной системы Холла, измерения сопротивления и криогеники для разработки системы 6800C QHR, модульной системы, состоящей из трех частей: образца, криогенной системы и мостовой измерительной системы. Эти компоненты можно приобрести отдельно, что обеспечивает гибкость настройки системы в соответствии с индивидуальными требованиями лаборатории.

Кроме того, мы предлагаем несколько вариантов расширения функциональности системы, включая дополнительные образцы QHR и программное обеспечение 6800C. Благодаря новой стандартной системе QHR 6800C от MI лаборатории теперь могут эффективно и точно выполнять поставленные перед ними задачи измерения без ущерба для качества, надежности или стоимости.

Образец

Устройство QHE монтируется на специальном зонде, который проходит через воздушный шлюз, чтобы поддерживать чистоту системы и отсутствие атмосферных газов и других примесей, которые в противном случае могут конденсироваться. Это особенно важно при использовании незащищенных устройств QHE, поскольку они должны быть защищены от загрязнения водой. Предлагаются два датчика: один, как описано, для метрологических целей, а второй для общего использования в качестве исследовательского инструмента.

Система была специально разработана для платформы с двумя образцами, что позволяет использовать образцы GaAs/AlGaAs и Graphene QHR. Оба образца могут быть вставлены одновременно для сравнения образцов.

Стандартная платформа для образцов имеет 8 электрических соединений с использованием серебряных проводов с ПТФЭ-изоляцией и гнездом TO-8. Датчик поставляется с двумя платформами для образцов TO-8 в стандартной комплектации. Медная крышка защищает образец во время введения и извлечения.

Образец эталона сопротивления 6800C обеспечивает абсолютное значение сопротивления, связанное с константой фон Клитцинга, равной 25 812,807 4593 Ом. Работая на шаге плато I = 2 и плато i = 4, 6800C сравнивает значение QHR 12906,40373 Ом с резистором 10 кОм или 1 кОм. Эталон или образец, разработанный Национальным исследовательским советом Канады (NRCC) для образцов галлия и разработанный Национальным технологическим институтом стандартов (NIST) для образцов на основе графена.

Система 6800C также поддерживает образцы других производителей.

Криогенетика

6800C предлагает заказчикам линейку сверхнадежных и высокопроизводительных безкриогенных магнитных систем с температурой пространства для образцов в диапазоне от 1,3 К до 300 К и магнитными полями до 9 Тл в нашей стандартной системе — и все это без необходимости использования жидких криогенов. Доступны специальные конструкции систем, которые также предлагают клиентам диапазон температур от 0,3 К до 300 К и магнитные системы до 14 Тл.

Использование запатентованной технологии позволяет управлять всей системой от криокулера с импульсной трубкой. Надежный, точный и очень стабильный контроль температуры достигается во время обычных последовательностей измерений.

После подключения к сети эти системы могут быть включены и готовы к работе в течение нескольких часов. С интервалами обслуживания ≥ 30 000 часов система может использоваться непрерывно в течение очень длительного периода времени или просто по мере необходимости, предоставляя полную свободу планирования исследовательской работы и оптимизации эксплуатационных расходов.

Модульная и настраиваемая архитектура системы позволяет использовать множество различных пробоотборных зондов в одном компактном криомагните с вертикальным полем для выполнения широкого диапазона измерений.

Интегрированный ВТИ охлаждается криоохладителем и самостоятельно генерирует небольшой объем жидкого 4 Не из внешнего газового резервуара. Газ 4 He охлаждается последовательным теплообменником, который заканчивается клапаном Джоуля-Томпсона. Здесь газ расширяется, охлаждаясь и таким образом конденсируясь, чтобы обеспечить низкотемпературную среду. Для снижения температуры до 1,3 К используется внешний механический вакуумный насос.

Образцы загружаются сверху в колонку для доступа к образцам через воздушный шлюз и задвижку, расположенную в верхней части пространства для образцов, чтобы обеспечить доступ к центру области с контролируемой температурой магнита. Нет необходимости доводить пространство для образцов до комнатной температуры для замены образцов. Опытные операторы обычно могут заменить образцы за несколько минут.

6800C обеспечивает прецизионную среду, в которой выполняются все измерения образцов. Регулирование температуры со стабильностью на уровне mK достигается за счет непрерывного потока рециркулирующего газа 4 He в замкнутом контуре. Эта проверенная и надежная технология не приводит к потере газа 4 He при нормальной работе и обеспечивает точно контролируемую стабильную температуру образца в диапазоне от ниже 1,3 K до 100 K.

Криоохладитель мощностью 1 Вт обеспечивает достаточное охлаждение, чтобы температура оставалась стабильной и однородной в пределах 100 мК на высоте не менее 5 см от дна ВТИ, куда будут помещены образцы, даже при изменении магнитной индукции на уровне 0,5 Тл/ мин ставка.

Опционально 3 He: гелий-3 сверхнизкотемпературная вставка

Криогенная линейка вставок гелия-3 предназначена для расширения диапазона экспериментальных температур. Используя только охлаждающую способность VTI и два внутренних сорбционных насоса с регулируемой температурой, платформа для образцов гелиевой вставки-3 может поддерживаться при любой температуре от ниже 300 мК до выше 10 К.

Вставка помещается внутри пространства с переменной температурой 6800C, а емкость с 3 He имеет рабочий объем жидкого 3 He примерно 1,5 см 3 . Стандартная вставка имеет поверхность для крепления образца из позолоченной меди. Для QHR используйте розетку TO-8, прикрепленную к 3 He-потенциометру с подходящей проводкой с низким тепловым напряжением к розетке от комнатной температуры.

Образец QHR устанавливается непосредственно на зонд 3 He во внутренней вакуумной камере. Поскольку образец находится вне резервуара с 3 He, его можно заменить без риска потери заряда 3 He. Образец хорошо термически заземлен, и вся проводка к образцу полностью термически заземлена, при этом поддерживается очень высокий уровень электрической изоляции, необходимый для работы QHR.

Охлаждающая вода

Криокулеру Pulse Tube требуется непрерывный поток охлаждающей воды. Мы рекомендуем использовать чиллер с рециркуляцией воды, чтобы обеспечить надежный источник охлаждающей воды для компрессора криокулера. Чиллеры можно приобрести как часть полной системы.

Магнит

Криостат 6800C включает в себя один из наших сверхпроводящих магнитов без жидкого гелия, создающий вертикальное магнитное поле с центральным отверстием 52 мм. Однородность магнита составляет 0,02 % в объеме 1 см³. Магнит рассчитан на работу с источником питания 120 А 5 В.

Максимальный диапазон магнитного поля 9 тесла Тесла
Однородность центрального поля 0,02 % на 1 см³ в центре поля
Скорость затухания постоянной моды 10 частей на миллион/час
Скорость нарастания от 15 минут до 9 тесла

Система измерения

Измерительная система 6800C включает в себя мост AccuBridge® 6020Q ADCC , работающий в воздухе комнатной температуры, что позволяет сравнивать два резистора с точностью лучше < 0,02 ppm.

С 1994 года технология 6010 устанавливает стандарт производительности моста сопротивления компаратора постоянного тока (ADCC) в калибровочных лабораториях по всему миру. Пришло время усовершенствовать эту лучшую в своем классе серию, используя преимущества технологии AccuBridge® ADCC двадцать первого века .

Основным технологическим преимуществом Measurements International (MI) в измерении сопротивления является разработка единственной коммерчески доступной портативной системы Quantum Hall System, 6800C, в которой используется технологический мост AccuBridge® ADCC в качестве измерительной системы, работающей при температуре окружающей среды. Как и все наши мосты ADCC, диапазон тока составляет от 1 мкА до 200 мА для использования в качестве квантового моста Холла и моста сопротивления. ADCC 6020Q отличается повышенной чувствительностью к ампер-виткам (большему количеству витков) как на ведомой, так и на главной обмотках, а также новой цепью обратной связи по напряжению для улучшения ошибки линейности нановольтового усилителя.

MIL обладает опытом мирового уровня как в метрологии сопротивления постоянному току в NMI, так и в аккредитации 17025 во всей отрасли. Являясь вашим партнером по аккредитации и партнером по глобальной поддержке, MIL предлагает передовые знания о продуктах и ​​опыт применения посредством обучения, проектирования систем, внедрения, услуг по калибровке и постоянной экспертной поддержки, обеспечивающей ваше конкурентное преимущество.

Дело не только в оборудовании или науке... дело в том, что это позволит вам делать, и в той легкости, с которой вы можете это делать.

Квантовый мост сопротивления Холла AccuBridge ® 6020Q ADCC при комнатной температуре можно использовать для определения характеристик образцов GaAs/AlGaAs или графена путем измерения и построения графика развертки поля, контактного сопротивления (V cr ), продольного сопротивления и рассеивания I = 2 плато (Vxx) и перенос сопротивления Холла (Vxy) на стандартный резистор 1000 Ом.

Усовершенствования технологии AccuBridge® ADCC включают в себя более высокую чувствительность к ампер-виткам, охватывающую более широкий диапазон отношения сопротивлений, цепь обратной связи по току и напряжению для повышения линейности и новый метод калибровки с повышенным разрешением для получения еще более жестких характеристик. В дополнение к обновленной технологии, он обеспечивает надежность 6010, упрощенную калибровку, простоту использования, автоматизацию, скорость измерения и поддержку по всему миру, что делает 6020Q лучшим и единственным мостом сопротивления, который предлагает характеристики погрешности, которые конкурируют с любым доступным сегодня.

AccuBridge® 6020Q — это полностью автоматизированный мост. Его скорость, точность и точность измерений объясняют его предпочтительный статус в качестве основного моста сопротивления в большинстве НМИ по всему миру. Он разработан с учетом гибкости и простоты использования и идеально подходит для автономной калибровки резисторов.

AccuBridge® 6020Q имеет два входа, Rx и Rs . Количество входов может быть увеличено до 40 при использовании в сочетании с низкотемпературными четырехконтактными матричными сканерами серии 4200. Измерения могут выполняться автоматически, а с помощью программного обеспечения 6020Q Measurements International отложенные или запланированные измерения можно выполнять в любое время. Автоматическое реверсирование тока гарантирует, что смещения постоянного тока и тепловые перепады в мосте и сканере компенсируются во время измерения. Полный ассортимент матричных сканеров см. в листе технических данных 4200.

В качестве автономного устройства 6020Q может выполнять проверку развертки, контактное сопротивление, продольную разность потенциалов (рассеивание) и измерение сопротивления Холла на образце QHR. Функции, управляемые с помощью меню, можно выбирать с помощью дисплея на передней панели или через GPIB-488. Кроме того, мост компаратора тока 6020Q DCC можно использовать как самостоятельный высокоточный мост отношения сопротивления постоянному току для калибровки резисторов с использованием стандартного резистора 1 Ом или 10 кОм. Для лабораторий, в которых нет системы QHR, можно использовать 6020Q для повышения сопротивления с 1 Ом или понижения с 10 кОм.

Квантование выборки

Контрольное измерение развертки: 6020Q выполняет контрольное измерение развертки поля, подавая ток в исток и сток образца, а затем реверсируя его . Это позволяет измерять разность потенциалов между различными точками на образце. Эти разности потенциалов можно измерить при сопротивлениях Холла Vxy (1-2) или Vxy (3-4) и продольных сопротивлениях Vxx (1-3) и Vxx (2-4) на образце. Vxy (1-2) и Vxy (3-4) должны точно соответствовать друг другу, как и Vxx (1-3) и Vxx (2-4).

Измерения контактного сопротивления выполняются с помощью микровольтного детектора в 6020Q. Важно измерять контактное сопротивление каждый раз, когда устройство QHR нагревается до комнатной температуры и повторно охлаждается, так как большое контактное сопротивление может привести к ошибкам в измерении QHR. В приборе 6020Q для измерения контактного сопротивления по очереди используются три датчика на каждом из контактов. Контактное сопротивление равно V кр /I = сопротивление провода + сопротивление контакта + сопротивление 2-градус. В идеале контактное сопротивление должно быть менее 1 Ом.

Рассеяние: Для точной передачи значения QHR также необходимо измерить продольную разность потенциалов. Этого можно добиться путем измерения между Vxx (1-3) и Vxx (2-4) с использованием нановольтного режима 6020Q Vxx. Это измерение проводится для проверки отсутствия диссипации в 2-градусном диапазоне. Когда 2-Deg квантуется, Vxx должен перейти к 0 и должен быть < 2 × 10 -8 от Vxy.

Для прослеживаемых измерений значение QHR и связанная с ним неопределенность вводятся в файл стандартов идентификатора резистора, а передаточный резистор 1000 Ом в файл идентификатора измеряемой величины (неизвестный) с клавиатуры. Стандартные резисторы, такие как 1 Ом или 10 кОм, вносятся в файл эталонов после их калибровки. Резисторы, подлежащие калибровке, вносятся в файл измеряемой величины (R x ) или в неизвестный файл. Функции измерения, такие как ток через неизвестный резистор, время установления, количество измерений и количество статистических данных, также вводятся в файл программ с помощью клавиатуры на сенсорном экране.

Полная системная интеграция, тестирование и установка

Все системы проходят полное тестирование на наших предприятиях перед поставкой, и в это время клиент может посетить нас, чтобы понаблюдать за испытаниями и пройти обучение по их эксплуатации. Установка будет выполняться нашими инженерами на территории заказчика, при этом пользователи проходят дополнительное обучение.

Мы включаем установку с отведенным временем для обучения системы из расчета до 3 дней.

Система может работать с 3-фазным высоким или низким напряжением 50 или 60 Гц. (См. технические характеристики криокулера)