低溫物性及測(cè)量：一個(gè)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的理解和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

目錄
前言
致謝
第一章低溫電輸運(yùn)的測(cè)量 1
第一節(jié)低溫電輸運(yùn)測(cè)量的必備基礎(chǔ)知識(shí) 1
一、熱電勢(shì) 1
二、接觸電勢(shì) 2
三、電極的制作方法 5
1.導(dǎo)電銀膠法 5
2.壓銦法 6
3.鍍膜& 6
4.點(diǎn)焊法 6
四、接觸電阻 7
五、“地”的問題 8
1.“地”的概念和種類 8
2.“地”的漏電流 9
3.“地”的耦合信號(hào) 11
六、人體靜電沖擊的避免 13
七、開關(guān)電勢(shì)差導(dǎo)致的電沖擊 13
八、鎖相放大器 14
九、低溫電輸運(yùn)測(cè)量注意事項(xiàng) 19
1.樣品溫度和顯示溫度不一樣的情況 19
2.熱膨脹系數(shù)不一致的情況 22
3.接觸電阻導(dǎo)致的樣品溫度不均勻 23
4.關(guān)于信號(hào)噪聲的分析和處理 24
5.關(guān)于假信號(hào)的分析和處理 25
第二節(jié)電阻的測(cè)量 27
一、電阻的定義 27
二、電阻的測(cè)量方法及注意事項(xiàng) 29
1.標(biāo)準(zhǔn)四線法 29
2.范德堡方法 32
3.J. D. Wasscher 法 35
4.H. C. Montgomery 法 38
附1.方形樣品測(cè)量實(shí)例 41
附2.電極對(duì)測(cè)量精度的影響 42
三、恒壓法測(cè)量大阻值電阻 43
第三節(jié)霍爾信號(hào)的測(cè)量 44
一、霍爾效應(yīng)及注意事項(xiàng) 44
1.成立的條件 46
2.霍爾因子修正 46
3.兩種載流子的情況 47
4.載流子偏轉(zhuǎn)方向 48
二、霍爾電壓測(cè)量的干擾項(xiàng) 48
1.正常電阻 49
2.不等位效應(yīng) 50
3.溫差引起的相關(guān)效應(yīng) 51
三、霍爾信號(hào)測(cè)量方法及注意事項(xiàng) 52
1.簡(jiǎn)易快速變溫霍爾測(cè)量法 52
2.定溫霍爾測(cè)量法 54
3.高精度霍爾測(cè)量法（五線法測(cè)量） 54
附：定溫霍爾測(cè)量溫度點(diǎn)的選擇 56
第四節(jié)特性的測(cè)量 57
一、直流法測(cè)量 58
二、交流法測(cè)量 59
第五節(jié)門電壓的使用 60
一、門電壓的作用 61
二、門電壓的使用 62
三、門電壓使用的注意事項(xiàng) 64
第六節(jié)通過輸運(yùn)測(cè)量得到的幾個(gè)常用物理學(xué)參數(shù) 65
一、電阻率的計(jì)算 65
二、遷移率 66
1.定義及含義 66
2.遷移率的計(jì)算 68
三、電阻法測(cè)量超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度 69
1.10%法 69
2.轉(zhuǎn)變中間法 70
3.二倍測(cè)量噪聲法 70
4.用電阻法定義超導(dǎo)Tc注意事項(xiàng) 71
第二章比熱的測(cè)量及分析 73
第一節(jié)比熱的物理意義 73
一、什么是比熱 73
二、比熱的微觀理解 75
1.聲子系統(tǒng)的比熱 76
2.電子系統(tǒng)的比熱 80
3.磁子系統(tǒng)的比熱 82
4.總比熱 83
第二節(jié)比熱的數(shù)據(jù)分析及各種性質(zhì)的特征 84
一、聲子比熱 84
二、電子比熱 86
三、磁子比熱 87
四、聲子比熱的擬合 88
第三節(jié)反常比熱行為分析及各種性質(zhì)的特征 91
一、相變比熱 91
1.相變的含義 91
2.超導(dǎo)相變的比熱特征曲線 94
3.磁性相變的比熱特征曲線 97
4.結(jié)構(gòu)相變的比熱特征曲線 99
二、肖特基比熱 99
第四節(jié)比熱的測(cè)量 102
一、絕熱法 102
1.測(cè)量原理 102
2.測(cè)量裝置 102
3.具體分析及注意事項(xiàng) 104
二、熱弛豫法 106
1.測(cè)量原理 106
2.測(cè)量裝置 108
3.測(cè)量過程 109
4.“時(shí)間常數(shù)”和“樣品耦合百分比” 110
5.注意事項(xiàng) 114
6.個(gè)人經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 118
第三章磁性的測(cè)量及分析 119
第一節(jié)原子的磁矩 119
一、什么是磁矩 119
二、原子磁矩 120
三、固有磁矩和有效磁矩 123
第二節(jié)磁性的宏觀表現(xiàn) 123
一、當(dāng)原子的固有磁矩不為零時(shí) 123
1.順磁性 124
2.超順磁態(tài) 125
3.自旋玻璃態(tài) 129
4.鐵磁性 132
5.反欽磁態(tài) 134
6.亞鐵磁 134
二、當(dāng)原子的固有磁矩為零時(shí) 138
1.原子的軌道抗磁 138
2.范.夫萊克順磁磁化率 140
3.自由電子的泡利順磁 140
4.自由電子的朗道抗磁 141
5.半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子的磁性 141
6.巡游電子 142
三、特殊的磁性現(xiàn)象——超導(dǎo)抗磁性 142
1.第一類超導(dǎo)體 143
2.第二類超導(dǎo)體 145
第三節(jié)磁性測(cè)量常用的實(shí)驗(yàn)方法 149
一、測(cè)量前必備知識(shí) 149
1.幾個(gè)物理量 149
2.磁學(xué)單位的認(rèn)識(shí) 151
3.退磁因子 152
二、各種測(cè)量手段 153
1.零場(chǎng)冷和場(chǎng)冷的降溫方式 153
2.磁化強(qiáng)度隨溫度的變化曲線 154
3.磁化曲線 155
4.磁滯回線 156
5.換向磁化曲線 156
6.磁化強(qiáng)度隨時(shí)間的變化曲線 156
7.交流磁化率 157
第四節(jié)一些參數(shù)的獲得方法 160
一、磁性材料常用參數(shù) 160
二、有效磁矩 163
1.通過擬合高溫磁化率得到有效磁矩 163
2.通過測(cè)量飽和磁化強(qiáng)度得到有效磁矩 166
三、居里溫度 167
1.順磁居里溫度 167
2.鐵磁居里溫度 167
四、反鐵磁奈爾溫度 168
五、阻塞溫度 170
六、弛豫時(shí)間 171
七、第一類超導(dǎo)體 173
1.Tc的測(cè)量 174
2.Hc的測(cè)量 174
3.超導(dǎo)含量的測(cè)量 176
八、第二類超導(dǎo)體 176
1.Tc的測(cè)量 177
2.Hc1的測(cè)量 179
3. Hc2的測(cè)量 183
4.超導(dǎo)體積的測(cè)量 185
附：邁斯納分?jǐn)?shù) 189
九、磁熵及其測(cè)量方法 189
1.比熱測(cè)量法 190
2.磁化率方法 191
第五節(jié)磁性測(cè)量方法及原理簡(jiǎn)介 192
一、提拉法 192
1.測(cè)量原理 192
2.測(cè)量結(jié)構(gòu) 193
3.注意事項(xiàng) 194
二、SQUID VSM 195
1.SQUID 196
2.VSM 200
3.SQUID VSM 202
三、交流磁化率 206
四、霍爾片法 209
第六節(jié)幾個(gè)可供參考的實(shí)驗(yàn)案例 211
一、剩余磁場(chǎng)導(dǎo)致的現(xiàn)象 212
1.超導(dǎo)和鐵磁的混淆 212
2.奇異曲線的產(chǎn)生 213
3.磁滯回線的變形 215
附：剩余磁場(chǎng) 215
二、漏空氣導(dǎo)致的奇異數(shù)據(jù) 218
三、樣品翻轉(zhuǎn)導(dǎo)致的錯(cuò)誤 220
四、鋁箱包裹的樣品引起的錯(cuò)誤 221
五、薄膜樣品測(cè)量的問題 222
1.磁場(chǎng)平行膜面 223
2.磁場(chǎng)垂直膜面 224
六、樣品定中心不正確帶來(lái)的問題 224
七、掃場(chǎng)測(cè)量帶來(lái)的問題 228
參考文獻(xiàn) 230
后記 233