磁电耦合测量系统

一、 磁电耦合系数

磁电耦合系数(Mangnetoelectric Voltage Coefficient, αE=dP/dH )是表征多铁材料磁电耦合效应强弱最直接方式,也是最容易通过实验测得的参数。磁电耦合系数分别正磁电耦合系数和逆磁电耦合系数,一般情况下二者大小相同。现在最为通用的测量正磁电耦合系数的原理通过对样品施加交变磁场,具有磁电耦合效应的多铁材料就会感生出相同频率的交变电压,再通过锁相技术得到磁电耦合电压的值,如图1所示。此时,磁电耦合系数的单位为V/(cm·Oe)。

图1 磁电耦合电压测试原理图

二、 技术指标

  • 测量范围:1.8 K-400 K; 0 T -13 T

  • 控温精度:0.005 K

  • 测量方法:磁场面内、磁场面外

  • 测试精度:0.1 μV(SR830/SR844)

三、产品实物

本产品提供包括样品杆、螺线管、样品托等,可在OxfordPT®Quantum Design PPMS®Cryogenics® 、Janis®等各种低温强磁场平台使用。在1.8 K~400 K和0 T~13 T范围内具有极高的信噪比。此外,可以有多种测量方式,交变磁场和外加直流磁场可以施加在样品的面内和面外方向,并且可以选购具有转角功能的样品杆,可以实现磁场面内和面外360°的转角,为磁电耦合系数测量提供更多角度。

图2 磁电耦合系数测量样品杆

四、实例

复合磁电耦合耦合材料因为具有在室温下大的磁电耦合系数而被广泛的研究,其中Ni/PMN-PT/Ni trilayer因为其简单的结构和材料成为研究的热点,图3是应用本产品测试的Ni/PMN-PT/Ni的磁电耦合系数随外加直流磁场的变化,可以看出数据在μV量级仍然有很好的信噪比。

图3 Ni/PMN-PT/Ni磁电耦合系数随磁场的变化

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