综合物性测量系统(PPMS),是一种基于极低温、强磁场控制平台,集成电学、磁学、热学等多种物性测量技术,广泛应用在材料科学、化学、物理学等领域的新型综合物理性质测量仪器,研制公司为美国Quantum Design。
综合物性测量系统测量参数覆盖范围广,包括形貌表征、交流/直流磁化率、磁扭矩、高温磁化率、临界电流、微分电阻、交流/直流电阻率、磁电阻率、霍尔系数、I-V特性、比热、热导率、热电系数等。
综合物性测量系统于20世纪90年中期代被美国Quantum Design公司开发问世。由于极低温、强磁场环境获得充分利用,测量参数覆盖范围广,综合物性测量系统可以满足不同领域、不同场景的应用需求,简化实验流程的同时,能够减少客户购买不同类型科学仪器的支出,降低成本压力,因此在全球市场中的渗透率不断提升。
综合物性测量系统工作在液氦温区,需要采用液氦制冷。液氦由高氦天然气提取得到,资源储量少、制备难度大、价格高昂。最早推出的综合物性测量系统为灌液氦系统,液氦消耗大,使用成本高。90年代末期推出的综合物性测量系统为液氦闭循环系统(EverCool),液氦消耗量大幅降低。2010年,完全无液氦综合物性测量系统(DynaCool)推出,使用成本大幅下降。
据2023年5月Quantum Design公司发布消息称,旗下综合物性测量系统在全球安装量已经接近2000套,DynaCool发货量达到500套,在中国,综合物性测量系统安装量接近300套。
新思界
行业分析人士表示,中国科研实力进步迅速,综合物性测量系统需求空间大,而中国高氦天然气资源储量稀少,液氦需求依靠进口,完全无液氦综合物性测量系统需求更为旺盛。无液氦技术的实现,是依靠低温制冷机制冷,使超导体工作环境温度达到液氦温区,形成超导。我国政府正在大力推动开发液氦温区低振动大冷量脉管制冷机,以实现在无液氦低温强磁场综合物性测量仪等仪器中的应用。