15 nemu 超高灵敏度！Lake Shore 8600 VSM 实现磁性纳米颗粒微弱自旋信号精准测试

发布日期：2026-06-22

氧化铁纳米颗粒（IONPs）是目前研究较为成熟的磁性纳米材料之一，在 MRI 磁共振造影、肿瘤磁热疗等生物医疗场景具备极高应用价值。但该材料纳米尺度带来大量表面原子，极易引发表面自旋无序，大幅削弱磁学与热学性能；配体 - 核界面的作用机理、表面化学对材料性能的调控规律等课题亟待攻克。以往研究多聚焦调整颗粒尺寸、形貌优化磁性能，却忽略表面配位界面的决定性影响。

近期，西班牙塞维利亚大学化学研究所（IIQ‑CSIC）的Aldo Winkler团队针对上述难点开展专项研究，选用不同类型配体修饰的氧化铁纳米颗粒，系统研究界面相互作用对材料性能的调控规律。实验证实，强螯合配体可有效抑制表面自旋无序，提升饱和磁化强度与磁热疗比吸收率；弱配位配体改善效果有限，直接证实表面化学是决定氧化铁纳米颗粒磁、热性能的关键，为高性能磁性纳米材料的功能化设计与应用提供了理论和实验支撑。该成果以《Surface chemistry matters: how ligand–core interactions control magnetic and thermal properties of iron oxide nanoparticles》为题发表在Applied Surface Science 上^[1]。

图1  粒子间排斥力对横向弛豫率影响的示意图。各向异性的18 nm氧化铁磁性纳米颗粒在2T磁场强度下的饱和磁化强度

核心表征利器：Lake Shore 8600 系列 VSM，解锁纳米磁性精准测试

本次研究中，作者使用了Lake Shore 8600系列振动样品磁强计完成氧化铁纳米颗粒饱和磁化强度表征，测得样品饱和磁化强度高达86emu/g，直观证明了表面涂层中细微的化学变化对整体磁性能具有关键且可量化的影响，突显了表面工程作为开发具有增强磁学性能的氧化铁纳米粒子（IONPs）的一种合理策略。

依托 7400 成熟平台迭代升级的 8600 系列 VSM，从测量性能、操作便捷度、软件功能、拓展配件全方位革新，是磁性纳米材料、表面化学、磁热疗、磁畴机理研究的优选表征设备。

Lakeshore 8600系列VSM

一、主机部分

✔ 更优异的性能

8600系列VSM采用创新设计，在降低测量噪声的同时还提高了采样速度。系统具有15 nemu的超高灵敏度、1 mOe的磁场分辨率、自带10000 Oe/s的超快磁场变化率和高达10ms/pt的数据采集速度，绘制一个完整的磁滞回线只需30秒。

100ms/point 时无样品背景噪声测试，噪声峰值119.5 nemu - 800 nemu（左）；

10s/point 时无样品背景噪声测试，噪声峰值13 nemu - 50 nemu（右）

✔ 更人性化的操作

8600系列产品升级的另一个核心是设备的可操作性。Lake Shore公司将自研的QuickLIGN™安装组件内置于该系列产品中，极大地简化了样品安装和更换的流程，单手即可完成操作。同样，QuickLIGN™安装组件与8600系列VSM的所有变温选件兼容，使得安装和配置温度选件5分钟内即可完成。

此外，8600系列的VSM磁体内置了ExactGAP™功能，设置了6个可重复的固定间隙，无需进行重新校准。

QuickLIGN™安装组件	ExactGAP™可重复磁极间隙调整功能

✔ 更强大的操作软件

8600系列VSM 配备了全新的测量软件，界面简单，只需几步操作即可实现设置、执行程序、实验测量和数据处理等功能。软件包含一个完整的脚本引擎，用户可以使用提供的标准协议脚本或自行创建脚本，设定自定义实验条件进行测量。

当与变温选件(86-OVEN， 86-CRYO， 或86-SSVT)联用时，该软件可以自动检测接入系统的变温选件，并与集成的705气体控制器配合使用，从而在4.2 K~1273 K的整个温区中提供自动化的VSM测量。

系统软件还具备处理扩展和补偿数据、校准退磁和斜率因子、规范样品质量和体积、从测量数据中修正及扣除衬底数据以及计算及显示导数曲线等功能，进一步提升了实验的准确性和效率。

8600系列VSM操作软件界面

✔ 一阶反转曲线功能FORC

一阶反转曲线(FORC)是一种新型磁学测量方法，主要适用于测量含有诸多磁性矿物的自然样品，确定磁性矿物矫顽力的分布以及磁性矿物颗粒之间磁相互作用的强弱，帮助区分磁性矿物的种类和磁畴转换。FORC测量需要较高的磁场变化率和数据采集速率，8600系列VSM的标配系统自带FORC测量功能，可以满足测量参数的需求。

一阶反转曲线（FORC）测量数据

二、 变温选件

Lakeshore的8600系列VSM配备了三种不同的变温选件：SSVT一体化变温选件、CRYO低温恒温器选件和Oven高温选件，以满足不同的温度需求。变温选件采用GlideLOCKTM设计，软件可以自动检测变温选件的安装，操作十分简便。

GlideLOCKTM变温选件和温度控制器

Lakeshore VSM变温选件温度范围

SSVT一体化变温选件：100 - 950K（左）；低温恒温器变温选件 4.2-450K（中）Oven高温炉选件：303-1273K（右）

三、矢量线圈组件

Lakeshore 8600系列VSM同样提供了矢量线圈组件，配合振动头的旋转功能，可以进行磁性材料各向异性测量表征，从而确定其矢量磁化分量和电感张量。矢量线圈组件可以进行室温测量，也可以与变温选件联用进行变温测量。

室温矢量测量（左）；与SSVT选件联用的变温矢量测量（右）

关于 Lake Shore Cryotronics, Ltd.：

美国Lake Shore公司（www.lakeshore.com）是知名的极端温度和磁场条件下高精度测量和控制解决方案的创新者。主要产品包括低温探针台、振动样品磁强计、霍尔效应测量系统、M81同步源测量系统、Janis系列低温恒温器、低温控温仪、低温温度传感器、高斯计及霍尔传感器等。Lake Shore公司一直致力于推动科学发展，其产品解决方案不断创新，应用领域从物理实验室到深太空科学探索不断发展。

参考文献:

[1]. Raúl Gimeno-Ferrero.et al. Surface chemistry matters: how ligand–core interactions control magnetic and thermal properties of iron oxide nanoparticles? Applied Surface Science 735 (2026) 166636