无液氦综合物性测量系统
可行性论证报告(进口论证）
1. 设备简介
无液氦综合物性测量系统是一个全自动的磁学、电学、热学等性质测量适用的大平台。它一方面提供一个1.9～400K（可选至50mk～1000k）的变温度场测量环境、0～16特斯拉变磁场测量环境、公用的电子电路、各种测量公用的控制界面等环境，大大实现资源共享减少了成本；另一方面它还提供基于此平台的多种性质全自动的测量方法及对应测量装置，可以进行包括：磁学、电学、热学、比热，甚至电磁关联、高真空下测量、高压条件下测量、光电、形貌、铁电和介电等的相关测量，为用户提供一套一站式的综合性能测量解决方案。
无液氦综合物性测量系统采用先进的数据采集、分析和处理手段，能够做到各个测试功能即插即用。设备所能研究测量的材料涵盖金属、陶瓷、半导体、超导体、磁性材料、合金材料、有机材料、介电材料和高分子材料等等。所能测量的材料的形式可以是纳米材料、块材、薄膜、粉末、单晶、微纳器件等等。
2. 购买意义及用途
现代材料研究开发需要对材料的各种性质进行表征和研究，以前的做法是购置若干种功能单一的测量仪器对各种性质在不同的测试仪器上进行逐一测量。但利用若干单一物性测量设备在实验中已经极大的受到了多方面的限制：首先，为单一性质测量装置专门开发一套自动化软件及相应的控制装置是不经济的，这注定了单一性质测量装置的自动化程度很低，耽搁了很多宝贵时间。其次，对于需要进行多种材料性质测量的复杂试验来讲，由于使用的各种单一性质测量装置来源于不同的制造者，实验的误差和可靠性往往出离实验者的控制；再次，对于需要交叉测量条件的实验（如：同时需要磁场控制、温度控制、光照、电阻测量等条件），单一的物性测量设备根本无法满足要求。
美国Quantum Design公司的综合物性测量系统（PPMS）完全改变了这种局面，它集自动化设计的大范围变温，强磁场环境以及多种测量功能于一体，为科研用户提供一套一站式的综合物理性能测量解决方案。并针对不同需求的客户提供了从3T至16磁场，0.05K-1000K测量温区的不同解决方案。其测量功能涵盖电学、磁学、热学、光电、光磁、膨胀系数、铁磁共振、显微共聚焦、表面原子力等多种测量手段，各选件测量数据精准可靠广泛受到科学界认可；并且各个选件简单易用学习成本较低，能够帮助用户在短的时间内实现和验证实验思路。整机通过一套控制软件轻松实现各种模块的通讯及测量，装样及数据采集程序设定简单，实际操作过程中可做到无人值守，这些均能够为用户节省大量的时间和人力。
因为PPMS是一个涵盖磁学、电学、热学、比热、形貌、光电等各种测量功能的大平台，共享利用率非常高，对整个材料科学研究的各个课题组的支持非常大。引进这样多功能的测试系统非常重要，通过这样一个与国际上最先进水平接轨的测试系统，可以进行国际水平的科学研究，提高我校科学研究水平。并以此为核心，持续开展更高水平的科学研究，而且可以对其他领域进行电学，热学，磁学及其他性质的测量，达到促进发展交叉学科的目的。此外，引进这些测试硬件的同时，还有利于吸引和培训专业人才等科学研究软件的引进，进一步提高我校的科学研究，提高我校在国内乃至国际上的竞争力。
3. 几个厂商可提供的仪器设备的性能（先进性和适用性）；
目前世界上可以提供综合物性测量系统设备的厂家主要有：美国Quantum Design公司、德国Attocube Systems AG公司、美国AMI Magnet System公司。
美国Quantum Design公司与德国Attocube Systems AG公司以及美国AMI Magnet System相比较，产品性价比最高，我们最终选择美国Quantum Design公司。原因是Quantum Design公司的系统具有世界范围的唯一性，这些产品遍布所有世界一流相关实验室。现在已成为行业的标准，实验数据可靠，重复性好。其控温范围为1.9K-400K，并支持在极低温区的拓展，三家系统中温控性能最好，控温精度最高，稳定性方面均是其他低温厂商无法匹敌。Quantum Design公司从事低温行业已30多年的历史，其PPMS所继承的设计体系和测量模块化设计均较其他厂商而言更为成熟，其工业设计的继承性和系统的稳定性为更新选件的升级大大提供便利。
美国Quantum Design公司相对于其他两家在设备的易用性上也有较大优势，由于均采用自行研发生产的模块，整机可通过一套控制软件轻松实现各种模块的通讯及测量，装样及数据采集程序设定简单，实际操作过程中可做到无人值守，这些均能够为用户节省大量的时间和人力。此外各个模块从电学、磁学到热学的测量数据均具有非常高的数据认可度，测量精度和灵敏度在三家中最为优秀，并且整机价格最低，具有较高的性价比。
国内已有200多台Quantum Design公司生产的综合物性测量系统，包括福建省内的厦门大学、物构所（3台）、福建师范大学，据了解这些均24小时不间断工作。美国Quantum Design公司在中国设立的全资子公司（拥有独立仓储和备件库）。他们拥有十名专业工程师和两名专业的产品应用顾问独立负责系统的安装和维护。由于是原厂制造商支持，在售后服务方面给用户的使用有非常好的保障，相对于其他两家代理产品而言有更好的优势。
推荐配置
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1 | DynaCool | 9特斯拉无液氦综合物性测量系统主机 | 1 |
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2 | D525 | 振动样品磁强计测量选件 | 1 |
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3 | D550 | 扭矩磁强计选件 | 1 |
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4 | D400 | 直流电学测量选件 | 1 |
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5 | D650 | 比热测量选件 | 1 |
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6 | D310A | 样品旋转杆选件 | 1 |
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4. 客户清单：
国内目前已有超过200台Quantum Design公司的综合物性测量系统，并且越来越多的单位在引进该设备作为材料表征大平台。以下是部分用户清单（重复名称为先后购买多台，单位后代码为仪器的全球编号）。：
序号 | 单位 | 序号 | 单位 |
1 | 北京大学 | 51 | 河南师范大学（5F384） |
2 | 中科大(5B434) | 52 | 福建师范大学（5F352） |
3 | 苏州科技大学(5B662) | 53 | 中国科技大学（5F045） |
4 | 中科院硅酸盐所(5B993) | 54 | 河南工学院（5F549） |
5 | 贵州大学(5B659) | 55 | 广东工业大学（5F360） |
6 | 清华大学(5C244) | 56 | 西湖大学（5F787） |
7 | 南京理工大学（5C539） | 57 | 北京科技大学（5F547） |
8 | 上海电力学院（5C270） | 58 | 上海大学（5F776） |
9 | 中科大（5C590） | 59 | 合肥强磁场中心（5F640） |
10 | 山西师范大学（5C636） | 60 | 南京大学（5F851） |
11 | 复旦大学（5C753） | 61 | 上海大学（5F985） |
12 | 天津大学（5C752） | 62 | 中科院力学所（5F871） |
13 | 信阳师范学院（5C615） | 63 | 中国计量大学（5G044） |
14 | 复旦大学（5C828） | 64 | 清华大学（5G059） |
15 | 同济大学（5C832） | 65 | 华中科技大学（5F560） |
16 | 台州学院(5C824) | 66 | 北京大学（5F956） |
17 | 上海师范大学（5C825） | 67 | 山东大学（5G024） |
18 | 河北工业大学（5D364) | 69 | 南京大学（5G171） |
19 | 河北大学（5D431) | 69 | 燕山大学（5G262） |
20 | 长春理工大学（5D513） | 70 | 北京大学（5G429） |
21 | 江西理工大学（5C830） | 71 | 哈工大深圳研究院（5G476） |
22 | 南京大学（5E005） | 72 | 安徽大学（5G525） |
23 | 上海交通大学（5E285） | 73 | 华中科技大学（5G776） |
24 | 重庆大学（5D809） | 74 | 中山大学（5G272） |
25 | 南昌航空大学（5D647） | 75 | 南方科技大学（5G275） |
26 | 北京大学（5D845） | 76 | 云南师范大学（5F805） |
27 | 郑州大学(5D475) | 77 | 哈尔滨工业大学（5G332） |
28 | 清华大学（5E131） | 78 | 北京航空航天大学（5G903） |
29 | 上海高压中心（5E170） | 79 | 济南大学（5G847） |
30 | 浙江大学（5E265） | 80 | 安徽大学（5G999） |
31 | 北京理工（5D646） | 81 | 湖北师范大学（5H304） |
32 | 清华大学（5E071） | 82 | 中科院物理所（5G845） |
33 | 清华大学（5E104） | 83 | 中科院紫金山天文台（5H144） |
34 | 中国钢研科技集团（5E247） | 84 | 南昌大学（5H265） |
35 | 中科院化学所（5E060） | 85 | 湖南大学（5H483） |
36 | 北京大学（5E132） | 86 | 南方科技大学（5H500） |
37 | 宁波工程学院（5D361) | 87 | 安徽大学（5H633） |
38 | 北京师范大学（5E239） | 88 | 曲阜师范大学（5H810） |
39 | 华中科技大学（5D360） | 89 | 复旦微电子所（5H734） |
40 | 大连理工（5E727） | 90 | 深圳技术大学（5H143） |
41 | 东北大学（5E763） | 91 | 哈工大深圳研究院（5H250） |
42 | 深圳大学（5E534） | 92 | 北京量子院（5H667） |
43 | 上海科技大学（5E523） | 93 | 北京师范大学（5H359） |
44 | 中科院上海微系统所（5E837） | 94 | 浙江大学（5J122） |
45 | 清华大学（5F046） | 95 | 中科院微电子所（5J029） |
46 | 哈工大（5E098） | 96 | 云南大学（5G851） |
47 | 郑州轻工业学院（5F229） | 97 | 上海科技大学（5J019） |
48 | 兰州大学（5E985） | 98 | 中科院物理所松山湖（5J228） |
49 | 清华大学（5F049） | 99 | 新乡学院（5J505） |
50 | 北京师范大学（5E998） | 100 | 西华大学（5H881） |
