仪器设备

大型磁控溅射仪MPS-4000-HC7

从日本真空ULVAC公司引进的超高真空、低溅射速率、多功能三腔室七靶磁控溅射仪。真空由多级真空系统（包括机械泵、分子泵、Ti升华泵）提供，背底真空为10-^6 Pa。该溅射系统由预备腔、中间腔、沉积腔组成，预备腔用于样品的传递，同时具有等离子体清洗功能；中间腔有一个4英寸的靶位，可用于制备金属氧化物薄膜，如AlO和MgO；沉积腔有七个靶位，可用于制备NiFe、CoFeB、Co等磁性金属等薄膜，以及特殊功能材料如Pt、Ta等。该系统可用于AMR、GMR和TMR纳米磁性多层膜的制备和研究工作。此外，该系统还具有楔形薄膜制备、衬底加热和诱导磁场等特殊功能，用于磁性传感器等样品的制备。

物理磁控溅射仪
该设备由美国Kurt·J·Lesker公司设计，并由香港SAE公司制造并捐赠。该设备分为控制系统和溅射系统。控制系统由该公司自主开发的程序，实现完全程控，可以实现远程控制电压、功率、气流量、压力、溅射时间等；溅射系统分为两个腔室——预备腔和溅射腔。预备腔由分子泵将样品环境压力减小至10^-5Pa时，即可传样至溅射腔。溅射腔由低温泵控制其压力，该低温泵的工作温度为11K。腔体中共有4个靶位，两个直流靶位可以实现直流溅射金属材料；两个射频靶位可以在射频场下实现对绝缘体的溅射。各个靶位均有冷却水通过以控制其溅射温度。目前该设备主要用于生长电输运测量所用的电极材料与绝缘层等。

国产深紫外曝光系统：
该紫外曝光系统由成都鑫南光光学公司生产，搭配有3个自由度的位移平台、波长范围窄的紫外光发射系统、高精度CCD成像系统，可实现较为精确的接触式曝光、套刻等工艺，精度可达到1微米，可用来制作微米级别的隧道结、Hall bar以及其他图型化微米级器件。与该系统搭配使用的光刻胶有正胶S1813、负胶N440、AZ512等，可以实现不同精度、线宽的曝光。

纳米图型化和超宽频磁电特性测量系统(磁学室公共测量平台、托管于M02组超净间)
型号为e-LiNE plus CAS的该仪器系统是在国家重大科学仪器设备开发专项“纳米图形化和超宽频磁电特性测量系统”项目资助下开发出来的。该设备不仅具备10nm级的电子束曝光能力，还配备了±300 Oe的水平直流磁场、具有水平和垂直电场的施加功能、光电特性测试功能、2DC+2RF四探针内置测试功能、从DC到40GHz的超宽频磁电特性测试功能等。且中国科学院对上述特殊测量子系统具备自主知识产权。

氩离子刻蚀机 
该刻蚀机由北京爱德万斯离子束技术研究所(English name)开发搭建。通过电压激发氩气源形成氩等离子体，在电场的作用下高速轰击样品表面，以达到刻蚀的目的。该设备有独立的冷却系统，可以实现长时间的连续工作。工作时，离子能量：100 - 650 eV，束流密度：0.2 - 0.7 mA/cm2刻蚀均匀性：±5% (4英寸)，极限真空：8.5*10^-5 Pa (45分钟从 atm 抽至 5*10^-4 Pa )，基底冷却温度：5 - 25 ℃，样品台旋转：自转 9 rpm， 倾斜 0 – 90°，可实现不同角度下的不同薄膜材料的刻蚀和微纳米器件加工。

二维矢量振动样品磁强计(VSM) 
Micro sense 公司制造的型号为EZ-VSM振动样品磁强计可以进行基本磁学参数的测量：比如磁滞回线和小磁滞回线、IRM和DCD剩磁曲线、S F D、Delta M、Delta H、变角和AC剩磁曲线、温度扫描和时间衰减等测试。该设备配备两组矢量探测线圈，可以同时测量两个方向的磁矩大小。最大磁场： 2.2T，灵敏度： 10^-6 emu，温度范围： 80-500 K，自动转角： 360度 。振动样品磁强计采用电磁感应原理，测量在一组探测线圈中心以固定频率和振幅作微振动的样品的磁矩，样品在探测线圈中振动所产生的感应电压与样品磁矩、振幅、振动频率成正比，用锁相放大器测量这一电压，即可计算出待测样品的磁矩。

PPMS
综合物性测量系统(PPMS)是Quantum Design公司的一款产品，近年来该产品被广泛应用于材料、物理等领域的研究，如图所示。PPMS系统包括低温实验环境(液氦温区)、超导磁体和控制系统，基于该系统，用户可以根据自己的研究需要自主搭建不同的测量系统。以下是PPMS的性能参数：  磁场：±9 T    ; 温度：1.9 K—400 K    ; 基本测量：直流电阻率测量，R(T)，R(H)，R(θ); 拓展选件：样品旋转杆;      磁测量选件：VSM

三维磁场探针台

探针台包括三组相互正交的亥姆霍兹线圈，分别产生Ｘ，Ｙ和Ｚ方向的磁场。亥姆霍兹线圈的优势是没有磁滞，磁场和电流线性关系好，非常适合于线性磁场传感器的测量。三个方向最大磁场可以达到±350 Oe，最小磁场分辨率为0.05 Oe。

变温带磁场高频动力学测量平台：
该平台由物理所M02组与美国Janis公司合作搭建，可以针对纳米隧道结等纳米异质结构进行变温带磁场高频动力学测量，它的探针能够进行GHz 量级高频信号的无损传输，比如实现铁磁共振、探测隧道结的微波特性、测量自旋纳米振荡器等。整个测试系统包括四探针平台、温度控制模块、磁场控制模块、直流测量模块和微波测量模块五部分。改系统能够进行宽温度范围(10K-350K)的变温测量，变温精度可达到0.01K。并且为了配合其低温下的测试性能，该系统由分子泵系统维持，可实现真空度小于10^-4Pa的状态，从而避免了低温下的水蒸气/氧气/氮气等凝结成固体，同时也降低了气体热对流对于控温的影响，从而能够实现更加稳定精确的测量。

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