上海高压中心科研团队利用PPMS热输运(TTO)选件对半哈斯勒合金进行1.8-400K温度段的热电性能研究
热电材料的热电效率通常通过定义热电优值zT来评估,为了实现较高的热电优值材料必须要用具备高的塞贝克系数,高的电导率和低导热系数。由于良好的热电材料能够对能源产业带来巨大的收益和贡献,目前许多科研团队仍然在努力研究发掘新的热电材料以及了解热电材料的机理。上海高压科学研究中心的PPMS用户利用PPMS系统自带的TTO热输运测量选件对半哈斯勒合金FeNb0.8Ti0.2Sb进行了强磁场低温环境下的研究,来对其在高温区的良好的热电效率机理进行研究。

利用PPMS热输运选件,测量到了1.8K-400K样品的电阻率、塞贝克系数、热导率,并通过这些数据自动求得样品FeNb0.8Ti0.2Sb的zT随温度变化的曲线,文章通过PPMS测量的低温热电数据与高温数据相结合,明确了其zT值是以电导率主导并随温度上升热电效率加速升高,在1100K突破1.1。
日本国家先进工业科学研究所和东北大学的团队利用PPMS 热输运选件对采用不同方法制备的Bi0.82Sb0.18块材多晶的低温热电性能进行研究
文章揭示了目前热电材料在液化天然气能源领域100K-300K温度的应用前景,并对BiSb多晶材料的制备过程进行了讨论,分别用不同热处理办法对材料加压加热。随后对两个加压形变材料进行研究和分析,利用PPMS热输运选件对4种样品进行了100-300K温度范围的热电性能进行了测试。由于采用粉末和脉冲电流烧结(PECS)方法制备的材料,二次PECS处理烧结Bi球团的形变引入了位错和孪晶畴。由于缺陷可作为声子晶格散射点,导致热导率降低,但同时致密化加压使得样品的电阻率降低从而使得ZT值提升了1.5倍。因此为了获得更高的ZT值,必须了解声子散射的机理,优化缺陷的分布、密度和尺寸。

北京大学PPMS用户王健课题组等发现二维超导的量子Griffiths相变

复旦大学修发贤研究团队惊喜发现狄拉克半金属的手性反常现象

PPMS应用于介电测量案例:
磁电耦合的机理和应用是当今研究的热点科研问题之一。磁场对物质电输运性质的影响已经被广泛研究,例如钙钛矿结构中的庞磁阻现象。当前磁场对物质介电性质的影响也已成为研究的热点。PPMS作为功能强大的物性测量平台不仅可进行磁学、热学和电学等测量,也可进行介电测量,国内外众多研究组用PPMS在该领域做出了很多高水平的工作。

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美国Rutgers大学的科研人员用PPMS研究了TbMn2O5样品磁化率、比热以及介电常数等随温度的变化关系,这些数据均说明了Mn3+/Mn4+自旋耦合在40K时发生了长程反铁磁有序行为。 Nature Vol420 Page392-395 |
| 美国杜邦研发中心的科研人员用PPMS研究了La2NiMnO6样品在10kHz和不同磁场强度下介电常数随温度的变化关系,说明了样品介电常数发生跃变的温度和磁场有依赖关系。 Adv. Mater. 2005 17 2225-2227 |
PPMS和VersaLab上高级电输运选件(ETO)测量数据案例:
从上述结果可以看出,无论是电阻极小的超导体还是电阻非常大的绝缘体以及各种器件等,ETO都能够给出非常好的测量结果,可进行高精度的电阻、微分电阻和伏安特性等测量,满足了用户绝大多数电学测量需要。
PPMS国内用户自制转角比热测量装置案例:

对FeSe0.45Te0.55铁基超导单晶样品在不同温度下的
比热系数与不同磁场方向夹角的关系呈现出该材料序参量的各向异性性质
Nature Communication, 1 (2010) 112
南京大学闻海虎教授课题组利用PPMS 系统的控温控场条件,开发出转角比热测量装置,对铁基超导体比热的各向异性进行了研究。通过将比热样品托与自制样品旋转杆结合,使样品在PPMS 样品室内可以进行360 度旋转,并有效地解决了转动时绝热和导热的问题,从而实现角分辨的比热测量(ARSH,Angle-Resolved Specific Heat),该测量技术可以应用于探测超导体的序参量的结构特性。
PPMS电测量高压腔的国内用户应用案例:

CsxFe2Se2单晶在不同压力下的电阻随温度变化曲线 KxFe2Se2单晶在不同压力下的电阻随温度变化曲线
New Journal of Physics, 13 (2011) 033008
国内用户中国科技大学陈仙辉教授课题组利用PPMS上专业电测量高压腔,对多种122体系的铁基超导材料的单晶样品进行了不同压力下的超导转变电阻测量。
PPMS上MFM选件的国内用户应用案例
利用MFM测量得到的Ba0.6K0.4Fe2As2单晶的磁通涡旋的图像,温度为2K,磁场从10Oe直到100Oe,扫描区域为19μm×19μm。
arXiv:1112.2578v1
南京大学闻海虎教授课题组利用PPMS上的MFM选件,对铁基超导体Ba0.6K0.4Fe2As2单晶的磁通涡旋进行了详细的测量和研究,得到了一系列丰富的数据。