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超导垂直磁场低温探针台芯片测试仪，LH-CRPS-VF是一款无需消耗制冷剂，依靠制冷机提供冷源的闭循环低温磁场探针台，配±2.5T垂直磁场，实现样品面外增加磁场。此款低温探针台设计的初衷就是多功能和优秀的专业测量性能，为制冷剂获得比较困难和追求操作便利的客户提供了一个可行的解决方案。通过闭循环制冷机降温，降温过程中不需要其它辅助设备，只需要很少的电能即可，也不需要科研人员值守操作。
丰富的选件和配置确保科研人员能够实施严苛的、富有挑战的测试测量。LH-CRPS-VF可实现最大面外磁场2.5T的情况下，实施C-V、I-V、微波、霍尔效应及磁输运等测量测试。多个温度传感器分布于探针台各个位置，确保温度监视和测量的准确性和重复性。由于是二级制冷平台制冷机提供冷源，这样能保证样品温度维持在相对较高的温度，同时样品处于真空环境中，减少了凝结的可能性，在一些有机材料的严格测试要求中这一点比较重要。
LH-CRPS-VF最大可安装样品台直径51mm(2in)
超导垂直磁场低温探针台芯片测试仪
探针台原理及应用
德世的低温探针台为材料早期无损电性能测量提供了一个精准的低温磁场环境。探针台是物理科学家和研究人员对材料研究的有利便捷工具、并且测试测量重复性一致性比较好。探针台也可以作为一个灵活多用的公共测试平台。典型的应用包括不同温度下普遍的IV和CV曲线、微波测量、光电响应、电输运特性、霍尔效应测试以及其他类型的材料研究。
德世低温探针台提供了众多的测试环境，可根据研究人员的需要自行选择对应型号，以满足研究人员多样化的应用需求。从通用平台到专业平台，每个德世探针台都经过精心设计，以确保在整个温区范围内稳定运行和可靠的测量。
特点
◆无需消耗制冷剂
◆全程无值守降温
◆丰富的选件和配件
◆2.5T磁场环境下实现标准测量
◆可实现霍尔效应测量
温 度 结 构
1.两级制冷平台制冷机提供冷源，一级制冷平台冷却辐射屏，二级制冷平台冷却样品台和超导磁体
2.独立磁体防辐射屏，样品腔防辐射屏包围着样品台，顶端带有可视窗口，红外吸收石英窗片
3.两级制冷平台制冷机，在4.2K时有1.2W的制冷量
磁场：
◆磁场类型：超导螺线管磁体
◆磁场方向：垂直磁场，垂直于样品表面
◆磁场控制：标定电流磁场关系
◆磁感应强度：±2.5T
◆磁场均匀性：0.5%中心10mm直径球体；1%中心20mm直径球体
样品振动 | |
X方向 | <5μm |
Y方向 | <5μm |
Z方向 | <1μm |
注：可选低振动配置，各方向振动<1μm | |
温度属性 | ||
磁场 | 控温范围 | 配置 |
±2.5T | 10K | 6个探针臂 |
±2.0T | 11K-400K | 6个探针臂 |
±1.0T | 401K-500K | 6个探针臂 |
控温稳定性 | |
温度范围 | 稳定性 |
蕞低温不控温 | |
<10K | ±50mK |
10K-100K | ±20mK |
100K-250K | ±20mK |
250K-350K | ±20mK |
350K-500K | ±50mK |
真空性能 | |
室温 | <5X10-3Pa |
蕞低温 | <5X10-4Pa |
最高温 | <5X10-3Pa |
注：以上数据使用600L涡轮分子泵组得到 | |
时间参数：
◆抽空时间：1h(与泵组相关)
◆降温时间：从室温到蕞低温5h
◆升温时间：从蕞低温到室温2h
样品台：
◆标准样品台：51mm(2in)
◆最大样品台：51mm(2in)
◆样品台背光：无
◆样品台类型：三同轴样品台(选配)、接地样品台(标配)
探针：
◆探针数量：最多6个
◆探针传感器：硅二极管，监视探针温度
◆探针托温度：<50K样品台处于蕞低温度
◆探针热沉：热沉到防辐射屏
◆探针臂：热沉到防辐射屏
◆DC/RF探针：绝缘电阻>100GΩ,漏电流<100fA
◆微波探针：DC到67GHz,用于微波测量
◆光纤探针：用于光电测量，可选FC/APC或者SMA905接口，波长可选
探针位移：
◆X方向行程：50mm,移动分辨率3μm
◆Y方向行程：25mm,移动分辨率5μm
◆Z方向行程：25mm,移动分辨率5μm
制冷剂消耗：
◆室温到蕞低温度：不需要
◆液氦消耗(5K):不需要
◆液氮消耗(80K):不需要
探针台配置
温度配置 | |
样品台传感器加热器 | GaAs传感器、100W加热器 |
超导磁体传感器加热器 | Cernox传感器、100W加热器 |
防辐射屏传感器加热器 | 硅二极管传感器、100W加热器 |
二级制冷平台传感器加热器 | 硅二极管传感器、100W加热器 |
探针臂传感器 | 硅二极管传感器(安装在其中一个针臂) |
温度控制 | |
控温仪型号 | LH102C控温仪 |
低温输液管 | 不需要 |
低温液体储存罐 | 不需要 |
支架 | |
支架尺寸 | 长宽高800X80000X670mm(不含地脚) |
地脚 | 4个橡胶减振地脚，承重500公斤 |
桌面 | 长宽厚850X850X20mm |
真空腔体 | |
材料 | 铝本色氧化(可选不锈钢电镀铬) |
直径高度 | φ280X270 |
可视窗净尺寸 | φ65毫米，红外吸收石英窗口 |
真空抽口 | KF16 |
真空阀门 | KF16手动挡板阀 |
放气阀 | 手动放气阀 |
预留接口 | 预留通用安装接口 |
探针引出口 | 六个真空三同轴接口(DC探针，选择其它探针，接口不同) |
防辐射屏 | |
材料 | 铜镀金 |
可视窗净尺寸 | 65mm,配红外吸收窗口 |
抽空泵组 | |
分子泵组 | 可选(客户可自备) |
机械泵组 | 可选(客户可自备) |
抽空减振块 | |
抽空减振块 | KF25进出气口，重量20公斤 |
配电要求 | |
单相电压 | 220V/50Hz |
单相功率 | 1.5KW |
三相电压 | 三相五线制，380V/50Hz |
三相功率 | 8KW |
水冷要求 | |
制冷功率 | 8KW@25℃ |
水流量 | 7L-10L/min(28℃) |
三相电压 | 三相五线制，380V/50Hz |
三相功率 | 5KW |
样品托
接地样品托
直接安装在样品台，尽量减小对样品的温度梯度，与整个探针台电器接通
注：可选圆形和方形，性能无差异
同轴样品托
样品托表面与探针台整体电器绝缘，通过BNC接口穿过真空室
注：可选圆形和方形，性能无差异
三同轴样品托
在同轴样品托的基础上增加GUARD层，层与层之间电器绝缘，提供保护电压层，减小漏电流
注：可选圆形和方形，性能无差异
样品托配置
样品托性能
电绝缘 | 温差 | 温度 | |
接地样品托 | 导通 | 0.1K-0.2K | 400K |
同轴样品托 | >100MΩ | ≈1K | 400K |
三同轴样品托 | >100GΩ | ≈1K-2K | 400K |
1.电绝缘测试是在10V电压情况下，测量导电面之间的电阻 2.温差是样品托表面和样品台之间存在的温差。样品的热接触好坏以及样品大小，都会对温差产生影响，热接触不充分样品负载大，会增加温差。 | |||
接口
BNC | 同轴样品托-配2耳BNC真空接口以极低温同轴线缆 |
TRIAX | 三同轴样品托-配3耳三同轴真空接口以及低温同轴线 |
探针臂配置
德世标准的微操作针臂，能安装各种类型的探针，满足绝大部分科研需求，实现直流、射频、微波以及光学测量。
u灵活容易扩展的探针集合
u微操作针臂可以在全温区、真空环境、磁场环境下使用
u可以配置在德世任意款探针台上
u磁场探针台中更换成无磁材料针臂
u针臂上安装一个标准温度传感器，可以接受定制传感器类型
探针配置及用途
通用DC | 小信号低噪声DC测量 |
高阻DC | 高阻抗低漏电流测量 |
RF-1GHz | KHz和MHz级别的测量，测量带宽高达1GHz。可以升级到RF/微波-40GHz测量，需要购买一个GSG探针 |
RF/微波-40GHz | 可实现高达40GHz的测量，同时也能实现兼容DC测量 |
RF/微波-67GHz | 可实现高达67GHz的测量，同时也能实现兼容DC测量 |
光纤探针 | 给样品通光或者从样品采集光，可选波长，可选FC/APC或者SMA905接口 |
探针硬件配置
接口 | 探针 | 内部线 | 水平角度 | 定制 | |
通用DC | 3耳BNC | SMA低温探针 | 微型低温同轴线，屏蔽层接地 | ±5° | 探针针尖和直径 |
高阻DC | 3耳triaxial | SMA低温探针 | 微型低温同轴线，屏蔽层接三同轴GUARD | ±5° | 探针针尖和直径 |
RF-1GHz | 2.92mm(K型连接器) | SMA低温探针 | 2.92mm半刚性低温同轴线，屏蔽层接地 | ±5° | 探针针尖和直径 |
RF/微波-40GHz | 2.92mm(K型连接器) | 40G-GSG探针 | 2.92mm半刚性低温同轴线，屏蔽层接地 | ±5° | GSG针尖距离 |
RF/微波-67GHz | 1.85mm(Z型连接器) | 67G-GSG探针 | 1.85mm半刚性低温同轴线，屏蔽层接地 | ±5° | GSG针尖距离 |
光纤探针 | FC/APC或SMA905 | 无 | 光纤 | ±5° | 类型、波长、入射角 |
探针性能
使用频率 | 绝缘电阻 | 电容 | 阻抗 | 反射 | 传输 | |
通用DC | DC-50Hz | >100MΩ | <100pF | 50Ω | 无 | 无 |
高阻DC | DC-50Hz | >100GΩ | <100pF | 无 | 无 | 无 |
RF-1GHz | DC-1GHz | >10MΩ | 未测量 | 50Ω | <-20dB | <±1dB |
RF/微波-40GHz | DC-40GHz | >1MΩ | 未测量 | 50Ω | <-20dB | <±1dB |
RF/微波-67GHz | DC-67GHz | >1MΩ | 未测量 | 50Ω | <-20dB | <±1dB |
光纤探针 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
注：绝缘电阻在10V电压下测量得到 | ||||||
探针定位
X轴 | Y周 | Z轴 | |
行程 | 75mm(2in) | 25mm(0.5in) | 25mm(0.5in) |
精度 | 3μm | 5μm | 5μm |
SMA低温专用探针
德世为低温探针台设计专用探针，探针具有强大的通用性，能实现直流偏置、低/高频测量、低噪声屏蔽和低漏电流测量。SMA低温探针主体由陶瓷或者FR4制作，低温焊料焊接SMA接口，50欧姆阻抗传输线，可配置钨、P7或者铍铜探针，无氧铜热沉带，热沉到样品台
型号 | 材料 | 针尖直径（µm） |
SMA-05D-01-W | 钨 | 1 |
SMA-05D-05-W | 5 | |
SMA-05D-10-W | 10 | |
SMA-05D-20-W | 20 | |
SMA-05D-100-W | 100 | |
SMA-05D-01-BC | 铍铜 | 1 |
SMA-05D-05-BC | 5 | |
SMA-05D-10-BC | 10 | |
SMA-05D-20-BC | 20 | |
SMA-05D-100-BC | 100 | |
SMA-05D-01-P7 | Paliney7合金 | 1 |
SMA-05D-05-P7 | 5 | |
SMA-05D-10-P7 | 10 | |
SMA-05D-20-P7 | 20 | |
SMA-05D-100-P7 | 100 |
针尖材料 | 描述 | 应用 | 导电性 | 接触电阻 | 寿命 |
钨(W) | 常用，耐用 | 适用各种样品表面，能穿透氧化层 | 好 | 小 | 长 |
铍铜(BC) | 常用，接触电阻小 | 沉金焊盘pad | 优 | 最小 | 长 |
paliney7合金(P7) | 专用，接触电阻小 | 精密的焊盘pad | 好 | 小 | 长 |
