Système de Mesures de Propriétés Physiques - PPMS

Le PPMS (Physical Property Measurement System) DynaCool est une plateforme cryogénique polyvalente d’analyse de matériaux qui permet de déterminer les propriétés électriques, magnétiques et thermiques fondamentales des échantillons étudiés dans des conditions contrôlées de température et de champ magnétique.

L’échantillon est placé dans un environnement choisi et soumis à divers stimuli (courant électrique, gradient thermique, champ magnétique). À la différence de la plupart des méthodes d’analyse à température ambiante, le DynaCool repose sur le pilotage automatisé et conjoint de la température et d’un champ magnétique supraconducteur intense pour mesurer la réponse thermodynamique et les phénomènes de transport du matériau.

La technique est non destructive, hautement automatisée et peut servir, grâce à ses modules de mesure interchangeables (« plug-and-play »), d’outil complet pour caractériser les transitions de phase (supraconductivité, magnétisme) et les états quantiques de la matière.

Notre équipement de PPMS : DynaCool Quantum Design

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Spécifications techniques

Options disponibles :

 

  • Environnement standard : Plage de température de 1,8 K à 400 K ; Champ magnétique jusqu’à 9 T (sans besoin de cryogènes liquides).
  • Resistance DC : Mesures de résistivité électrique en courant continu (jusqu’au MW).
  • Thermal Transport Option (TTO) : Mesure simultanée de la conductivité thermique, du coefficient Seebeck et de la résistivité électrique pour déterminer la figure de mérite thermoélectrique (ZT).
  • Heat Capacity : Mesure de la chaleur spécifique (capacité thermique) par la technique du temps de relaxation.
  • High Impedance Cane : Canne dédiée à la caractérisation d’échantillons très isolants (jusqu’au 100 GW en 2 points).
  • Fast Hall effect measurements : Mesures rapides de l’effet Hall grâce à l’instrumentation avancée LakeShore Cryogenics, pour déterminer la mobilité et la concentration des porteurs de charge.

Caractéristiques requises pour les matériaux à l’étude : 

 

  • Échantillons massifs (monocristaux, polycristaux, céramiques) ou couches minces sur substrats.
  • Taille adaptée aux porte-échantillons standards (pucks) : typiquement inférieure à 10 × 10 mm pour les mesures électriques, et de l’ordre de quelques milligrammes à dizaines de milligrammes avec une face plane pour la capacité thermique.
  • Pour les mesures de transport, la possibilité de réaliser des contacts électriques ou thermiques fiables (micro-soudure, laque d’argent, résines époxy conductrices) à la surface de l’échantillon.

 

En pratique, lorsque les conditions sont réunies, on détermine les propriétés de transport et thermodynamiques avec une très haute résolution, permettant de détecter d’infimes variations liées aux transitions de phase.

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