近期，QD中國科學實驗中心全新引進Lake Shore公司推出的M81多通道高精度低噪聲綜合電學測量儀，該設備可以與無液氦綜合物性測量系統(tǒng)-PPMS®DynaCool™無縫連接，是一款功能全面，簡單易用且可高度模塊定制化的電學測量儀表。

M81可以提供多種不同的電學測量解決方案，包括可輸出直流至最高100kHz的交流，甚至交流直流混合的電壓及電流源模塊以及對應的電流和電壓測量模塊匹配。使用交流信號時，多個模塊采用內(nèi)部參考信號同步，可以實現(xiàn)最多6個通道同時實時鎖相。通過配置不同的電壓、電流源表，可以輕松實現(xiàn)從最基礎的四引線小電阻測量，到伏安特性、霍爾效應、自旋SOT材料、FET功率器件等的測量，滿足多種不同的測量使用需求。

M81多通道高精度低噪聲綜合電學測量儀

M81使用Lake Shore公司專門研制的MeasureLINK測量軟件，能夠?qū)81的控制和測量實現(xiàn)全程零編程的簡便操作。例如多通道間信號同步、測量初始化條件、測量流程化控制，以及測量進度的實時顯示和記錄等等。

MeasureLINK測量控制軟件

MeasureLINK軟件亦可輕松與其他多種低溫或磁體系統(tǒng)聯(lián)用，并集成了針對這些設備的控制功能，例如Lake Shore的低溫恒溫器、電磁體、甚至可以實現(xiàn)和PPMS DynaCool無縫銜接。與DynaCool聯(lián)用時，MeasureLINK可實現(xiàn)對PPMS的系統(tǒng)狀態(tài)的變溫變場控制以及實時狀態(tài)監(jiān)控。從而實現(xiàn)即點即用的PPMS 平臺M81電學解決方案。

M81配合各種不同低溫系統(tǒng)方案

M81配合PPMS DynaCool的電學解決方案

MeasureReady™ M81-SSM系統(tǒng)采用模塊化設計，并利用MeasureSync™自主研發(fā)信號同步技術實現(xiàn)信號源模塊和測量模塊的所有通道最高100kHz的信號實時同步。利用MeasureSync™技術，M81系統(tǒng)可以在同一時間對所有通道進行采樣，確保在相同條件下對被測器件或樣本進行測試，獲得一致性的數(shù)據(jù)。

M81采用主機與模塊的搭配方案

M81主機是M81 SSM系統(tǒng)的核心。根據(jù)訂購的型號，儀器支持 2、4 或 6 個通道，分別包括 1、2 或 3 個信號源和 1、2 或 3 個測量單元。每臺 M81 儀器可管理 1 至 3 個信號源通道和 1 至 3 個測量通道，以便在單個測試序列中測試多個被測器件或樣品，而不會因線路復雜化和信號切換造成信號劣化。此外還可以將多臺儀器組合起來，進一步提高信號源和測量通道的能力，而不會降低模擬性能，同時利用 MeasureSync™ 對系統(tǒng)內(nèi)所有信號通道進行定時同步。

M81主機

該主機以 MeasureReady™ 儀器平臺為基礎，采用圖形化觸摸屏界面進行編程控制和監(jiān)測。其符合人體工程學設計的前面板具有 TiltView™ 顯示屏，無論是在工作臺上還是安裝在機架上，都能獲得最佳的可視性。它還支持標準 LAN、USB 和 GPIB 通信。

M81-SSM采用主機和模塊搭配使用的方案，一個主機可以同時擴展至多3個源表模塊以及至多3個測量模塊，每個模塊均可以適配直流以及最高100kHz的測量范圍。具體有以下模塊可供選擇：

1.  VM-10 電壓測量模塊

該模塊提供分辨率從低納伏到 10 V 的直流至 100 kHz 電壓測量，包括振幅、相位和諧波檢測功能。專有的無縫量程技術允許在增減量程時進行連續(xù)測量。

VM-10 電壓測量模塊

2.  CM-10電流測量模塊

該模塊可在直流至 100 kHz 范圍內(nèi)，以接近零的輸入偏移電壓測量 fA 至 100 mA 的電流，包括幅值、相位和諧波檢測功能。該模塊還具有可配置的硬件和軟件濾波功能。

CM-10電流測量模塊

3. BCS-10電流源模塊

該模塊提供 1 pA 至 100 mA 的可編程電流，最大符合 ±10 V 的直流輸出至 100 kHz 正弦輸出。BCS-10 源自 Lake Shore 的 372 型交流電阻電橋，采用差分或平衡設計，有助于減少或消除低溫恒溫器和其他研究設備中經(jīng)常遇到的接地回路。它擴展了 372 型平衡源的功能，增加了可變頻率和振幅編程能力，在保持出色噪聲性能的同時，提高了靈活性。

BCS-10電流源模塊

4. VS-10電壓源模塊

該模塊可提供 ±1 nV 至 ±10 V 的可編程電壓，最大符合 100 mA 的直流至 100 kHz 正弦輸出。VS-10 適用于柵極偏置、電壓掃描 I-V 曲線剖析，以及需要高穩(wěn)定電壓并結合電流、電阻/電感和其他材料或電子器件測量的應用。

VS-10電壓源模塊

不同的模塊搭配也為不同應用場景提供了不同的解決方案，常見的測量搭配有：

二維材料，納米線，有機半導體 VS module + CM module, primarily I-V特性曲線，4引線法 M81優(yōu)勢：低電壓源噪聲，低電流測量噪聲
金屬-絕緣體相變，二維材料，超導材料 BCS module + VM module 交流電阻，表面電阻，交流霍爾 M81優(yōu)勢：交流電流霍爾：電阻和霍爾電壓的同步測量； 在不同頻率的超低溫恒溫器中同時測量多達三個器件
光電二極管和光電晶體管 CM module + occasionally VS module M81優(yōu)勢：可編程偏置電壓源
自旋輸運 DC/AC: BCS module + VM module M81優(yōu)勢：同步測量電阻、霍爾電壓和諧波霍爾電壓
MIS結、約瑟夫森結、晶體管中的缺陷表征 VS module + CM module M81優(yōu)勢：雙 DAC 交流和直流電源
熱電材料、一維材料 AC, BCS module + VM module M81優(yōu)勢：相位相關電流源，同步諧波檢測

綜合以上這些測量方案， M81-SSM 的強大功能不言而喻，能夠為廣大科研工作者提供表征多種測試結構（包括納米結構、單層和多層原子結構、MEM、量子結構、有機半導體和超導材料）的超卓解決方案。

為了便于廣大客戶全面了解和親身體驗M81多通道高精度低噪聲綜合電學測量儀，Quantum Design中國公司引進了該設備樣機，目前該設備已安裝于公司樣機實驗室并調(diào)試完畢。即日起，我們歡迎對該設備感興趣的老師和同學來訪，我們在Quantum Design中國樣機實驗室恭候大家的到來。

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