2022-11-16 09:14:20 由 yihong 发表
介绍
2019 年，Lake Shore Cryotronics 推出了 MeasureReady™ M91 FastHall™ 测量控制器。 这台仪器将电压和电流源以及测量和开关元件与完整的霍尔计算相结合，可直接从仪器提供从头到尾的霍尔分析。 此外，M91 提供了真正独特的专利新 FastHall 技术，这带来了两个重要的改进：
它可以测量低至 0.001 平方厘米/V s 的样品迁移率
它消除了在霍尔测量期间完成物理场反转的需要。
虽然 M91 可以与任何类型的磁体系统集成，但在与超导磁体结合使用时非常有用。 本文说明介绍了如何使用 Quantum Design 的流行物理特性测量系统 (PPMS®) 将 M91 FastHall 测量控制器集成到测量应用程序中。
PPMS 是一个完整的测量系统，由低温低温恒温器、超导磁体和用于进行表征测量的控制电子设备组成。 该系统有一个 12 针样品盘，通过低温恒温器侧面的 LEMO 连接器进行接线。 在一般操作期间，样品连接器连接到 PPMS 电子设备，系统的 MultiVu™ 软件控制样品空间的场和温度，同时协调 PPMS 系统中包含的测量电子设备。
硬件连接
安装 M91
图 1 一般显示了如何通过 Lake Shore Cryotronics 提供的 M91-TRIAX-DB25 适配器盒进行 PPMS 到 M91 的连接。 如图 2 所示，M91 的推荐通信接口是 USB 连接器（图中标记为#7）。 为了使用该接口，当前的 Lake Shore USB 驱动程序应下载并安装在用于运行 M91 测量的 PC 上。 如果此操作正确完成，则当连接 M91 时，PC 会将仪器识别为 M91。
图 2：M91 仪器的后面板。
示例连接
M91 支持 van der Pauw（4 个连接）和霍尔杆（6 个连接）几何形状。 这些样品应连接到 PPMS 样品盘，如下所示。 当插入 PPMS 时，这些样品连接出现在 PPMS 侧面的 LEMO 连接器上。
为了将 M91 样品连接（三轴连接）与 PPMS LEMO 连接器连接起来，Lake Shore (M91-TRIAX-DB25) 提供了一个分线盒和电缆。 这使得 LEMO 连接器的引脚能够连接到三轴连接器的引脚。
图 3：PPMS 样品圆盘的固定。
软件
安装
安装 MeasureLINK 有两个选项。 它可以与 MultiVu 软件安装在同一台 PC 上，也可以安装在与 MultiVu PC 位于同一网络的单独 PC 上。 在任何一种情况下，都可以遵循 MeasureLINK 的标准安装。
运行带有 USB 端口的 Windows® 7 或更高版本操作系统的计算机需要运行带有 MeasureLINK-MCS 软件的 M91 FastHall 测量控制器。
激活
安装 MeasureLINK 后，必须使用实用程序窗口上的许可证管理选项卡激活软件。 如果计算机已连接到 Internet，则可以通过填写“激活”窗格中的必填字段并点击“激活”按钮来激活产品。 一次性 90 天评估许可证也可以在同一页面上激活。
应用程序包
MeasureLINK 安装包括许多可选的应用程序包，可扩展基本 MeasureLINK 软件的功能。 这些包包括与仪器通信所需的驱动程序、用于运行所有霍尔测量和报告测量结果的预编写脚本、测量示例和文档。 对于此应用程序，应安装以下两个应用程序包（可以通过导航到实用程序窗口中的应用程序包选项卡来完成）：
MeasureLINK QD MultiVu 应用程序包
MeasureLINK M91 FastHall 应用程序包
安装后，需要重新启动 MeasureLINK 软件才能完成应用程序包的安装过程。
配置 MultiVu 驱动程序
与 Quantum Design MultiVu 软件的通信可以在同一台 PC 上使用 MeasureLINK 和 MultiVu 在本地完成，也可以在两台不同的联网 PC 上使用 MeasureLINK MCS 和 MultiVu 远程完成。 这是在 MultiVu 驱动程序的通信选项卡中配置的。
为了与 MultiVu 正确通信，通信选项卡中的所有三个字段都必须正确。 首先是仪器类型。 从此下拉列表中选择您的 Quantum Design 系统类型。
第二个是用于通信的 IP 地址。 对于 MultiVu 和 MeasureLINK MCS 在同一台 PC 上的本地安装，这几乎总是 127.0.0.1，这是本地环回 IP 地址。 对于远程配置，这应该是运行 MultiVu 的计算机的 IP 地址。
最后一个设置是远程复选框。 选中此框以使用 QDInstrument_Server.exe 远程访问 MultiVu。 应始终检查远程情况。 如果您出于某些其他原因已经在运行 QDInstrument_Server.exe，您可能需要在本地场景中对其进行检查。 QDInstrument_Server.exe 是 Quantum Design 的产品，必须从他们那里获得。
驱动程序的设置选项卡允许您设置 MeasureLINK 驱动程序的首选项、默认值和限制。 您在此处设置的任何内容都不会更改或覆盖 MultiVu 中的平台设置。 例如，将最大场设置为 1000 Oe 不会更改 MultiVu 中的最大场。 但是，将最大字段设置为 1000 Oe 将阻止 MeasureLINK 请求任何高于该限制的字段。 按照您想要的方式配置驱动程序设置后，将配置应用到 MeasureLINK MCS 以激活驱动程序。
驱动程序监视器窗格
可以从监视器窗格监视和控制驱动程序的状态和状态。 当包含 QD 驱动程序的系统配置处于活动状态时，该窗格将出现在 MeasureLINK MCS 的监视器面板窗口中。
窗格右上角的连接按钮将驱动程序连接到 MultiVu。 在您可以连接之前，MultiVu 必须运行。如果您正在远程连接，QDInstrument_Server.exe 必须与 MultiVu 在同一台 PC 上运行。 如果由于任何原因连接失败，您将收到通知。
建立连接后，监视器窗格将显示 Quantum Design 系统的实时温度和现场状态。 您还可以使用监视器窗格中的控件触发温度或场的斜坡。 如果测量正在运行，这些控件将被禁用。
使用 MultiVu 驱动程序进行测量
驱动器既是现场控制器又是温度控制器。 这意味着使用这些接口的所有标准霍尔测量都可以使用此驱动程序，而无需更改底层脚本。 当然，您也可以使用接口或直接引用驱动程序来创建自定义测量脚本。 有关驱动程序中可用命令的文档，请参阅 MeasureLINK 帮助页面中的手册。 要了解有关驱动程序和接口的更多信息，请参阅帮助页面中的 MeasureLINK 用户指南。
USB 连接和驱动程序
M91 后面板上有一个 B 型 USB 连接器，用于与仪器通信。 这是 USB 外围设备上使用的标准连接器，它允许使用常见的 USB A 型到 B 型电缆将 M91 连接到主机 PC。 根据 USB 2.0 标准的定义，USB 电缆的最大长度为 5 m (16.4 ft)。 该长度可以使用每 5 m (16.4 ft) 的 USB 集线器最多延长五倍，最大总长度为 30 m (98.4 ft)。USB 接口以固定的 115,200 波特率模拟 RS-232 串行端口，但 与 USB 的物理连接。 该接口需要以下通信参数：
运行霍尔测量
序列
作为应用程序包安装的一部分，安装并注册了一组预先编写的脚本，以便在下面显示的序列窗口中使用。 所有 M91 测量脚本都位于测量功能区按钮下。 选择的每个步骤都会出现：
在左侧窗格中，当按下开始按钮时，会依次执行一系列测量功能。 通过独立选择每个步骤，用户可以编辑步骤参数来控制测量执行。
霍尔测量脚本
大多数霍尔测量都使用标记为“霍尔测量”的脚本进行覆盖，如下所示。
提供了单独的文档，解释了此序列步骤中可用的所有可设置参数。 虽然该脚本允许用户通过手动控制所有规定的参数来配置测量，但它还提供了一种“优化模式”，可在接触检查部分自动确定优化参数，然后在电阻率和霍尔电压步骤期间使用此信息。 使用此优化例程可以极大地简化合适测量参数的选择，同时提供通常非常好的结果。 至少，在测量新样品时，这可能是一个非常有用的起点，即使之后进行了额外的调整。
结果
霍尔测量脚本提供了一套完整的 M91 输出数据。请注意 M91 摘要报告窗口底部的多个选项卡。 这些包含结果的测量摘要、图表和数据表，包括用于达到最终计算的每个电压和电流测量的完整列表。
