2022-12-13 09:11:35 由 yihong 发表
介绍
磁力计的灵敏度决定了可以用可接受的信噪比测量的最小磁矩。 8600 型 VSM 的 RMS 本底噪声为 15 nemu，平均 10 秒/点，接近 SQUID 磁力计的本底噪声。 测量速度，例如测量滞后环路所需的时间，也是一个重要的测量参数，因为它决定了样品吞吐量。
8600 VSM 包括两种基于可设置间隙 4 英寸和 7 英寸电磁铁的不同型号，型号 8604 和 8607。对于最大 3.5 毫米的样品，这些型号分别实现了 27.6 和 32.6 kOe 的最大场强。 settablegap 磁体允许快速、简单和精确地配置磁体间隙，以适应不同尺寸的样品或低温恒温器和烤箱，用于 4.2 K 至 1273 K 的可变温度测量。
噪音/灵敏度
VSM 的灵敏度取决于许多因素：
电子灵敏度。
通过信号调理抑制噪声。
机械驱动的振幅和频率。
D 传感线圈的热噪声。
传感线圈与被测样品的优化设计和耦合（接近）。
机械头组件与电磁铁和 VSM 传感线圈的振动隔离。
尽量减少可能对 VSM 灵敏度产生有害影响的环境机械和电气噪声源。
VSM 感应线圈中感应的电压由下式给出：
在该情况下：
从这个等式可以清楚地看出，增加 A、f 或 S 会提高力矩灵敏度。 S 可以通过增加感测线圈和被测样品之间的耦合（即最小化间隙间距）或优化感测线圈的设计（即绕组数、线圈几何形状等）来增加。
8600 VSM 具有先进的电子和机械组件，以及优化的感应线圈，可在基于电磁铁的 VSM 中实现无与伦比的灵敏度和测量速度。
8600 VSM 可以轻松快速地配置为在四种不同的间隙设置下运行，两种用于室温测量，两种用于可变温度测量。 表 1 列出了 8604 和 8607 每个间隙处的最大字段。
表 1：8600 VSM 的场强与间隙。
图 1 和图 2 分别显示了在 ExactGAP™ Index 1（3.5 mm 样本空间）下以 100 ms/点和 10 s/点平均的典型噪声测量结果（无样本）。 注意纵轴是用nemu（10-9emu）表示的！ 峰峰值和 RMS 噪声值在图标题中注明。索引 1 和索引 3（即，对于单级可变温度选项）的噪声测量结果在信号平均值为 0.01 s、0.1 s、1 s 和 10 s/点列于表 2 中。RMS 噪声以 µemu (10-6 emu) 表示。
图 1：在 ExactGAP™ 指数 1 处以 100 ms/点平均的噪声。观察到的噪声为 119.5 nemu RMS 和 800 nemu 峰峰值。
图 2：在 ExactGAP™ 指数 1 处以 10 s/点平均的噪声。观察到的噪声仅为 13 nemu RMS 和 50 nemu 峰峰值。
表 2：RMS 噪声 (µemu) 与 8600 VSM 的间隙和信号平均。
低力矩样品的典型测量结果
作为 8600 系列 VSM 灵敏度的说明，给出了饱和力矩 msat = 20 µemu 的 CoPt 薄膜的典型低力矩测量结果。
图 3 和图 4 显示了 ExactGAP™Index 1 处的磁滞回线。请注意，纵轴以 µemu 表示。 在 100 毫秒/点和 1 秒/点的信号平均值下，以 25 Oe 步长记录这些环路 ±5 kOe，这分别相当于 1 分 25 秒和 13 分 30 秒的总环路测量时间。 两者磁滞回线饱和区域的峰峰值噪声与表 2 中列出的 RMS 噪声数据完全一致。
图 3：20 µemu CoPt 薄膜的 1 分钟 25 秒滞后环，速度为 100 毫秒/点。
图 4：20 µemu CoPt 薄膜在 1 秒/点时的 13 分钟 30 秒滞后环。
测量速度
8600 VSM 专为快速测量而设计，可提供高达 10 kOe/s 的场斜率和高达 10 ms/点的数据采集速度。 图 5 显示了饱和力矩为 14 memu(10-3 emu) 的磁条的典型磁滞回线测量。 在 13 秒内以 10 毫秒/点的速度在 50 Oe 步长中记录了 ±10 kOe 的环路。 图 6 显示了饱和力矩仅为 80 µemu 的 CoPt 薄膜的典型磁滞回线。 在 69 秒内以 100 毫秒/点的速度在 25 Oe 步长中记录了 ±4 kOe 的环路。
图 5：14 memu 磁条的 10 ms/点的 13 s 磁滞回线。
图 6：80 µemu CoPt 薄膜在 100 毫秒/点时的 69 秒滞后回线。
一阶反转曲线 (FORC) 技术在表征磁性材料特性方面变得越来越重要，因为它提供了有关磁相互作用和矫顽力分布的信息——仅通过磁滞回线测量无法获得的信息。典型的 FORC 系列可以 包含数千个数据点，因此如果磁力计的测量速度很慢，测量可能会非常耗时。 图 7 显示了对于图 5 中所示的同一磁条样本，仅在 4 分 32 秒内以 30 毫秒/点记录的 46 个 FORC。
图 7：对 14 memu 磁条的 46 个 FORC 进行 4 分 32 秒测量。
概括
在本文中，我们介绍了 8600 系列 VSM 的测量 RMS 噪声数据作为极间隙和信号平均的函数。 快速磁滞回线和 FORC 测量的结果已经给出。而且，我们通过呈现饱和力矩仅为 20 µemu 的 CoPt 薄膜的典型磁滞回线结果证明了 8600 VSM 的灵敏度。
