[实用新型]一种用于电输运测量的转角样品杆

说明书

本实用新型公开了一种用于电输运测量的转角样品杆，包括角度调节旋钮、角度调节刻度盘、垂直滑块、水平滑槽、斜滑槽、传动杆和样品台固定轴；角度调节旋钮用于通过控制垂直滑块移动，实现手动调节样品杆转角；角度调节刻度盘用于显示旋钮量程；水平滑槽位于垂直滑块中央，用于对传动杆的上端螺钉进行横向限位；斜滑槽设置在样品杆外壳上，用于对传动杆的上端螺钉进行纵向限位；传动杆的下端螺钉通过样品台背面转轴孔与样品台联接，用于对样品台进行翻转；样品台固定轴用于固定样品台；当通过样品台固定轴旋转样品台时，传动杆的上端螺钉被限制在水平滑槽与斜滑槽的交叉点处。本实用新型解决了现有样品杆空间利用率不足的问题。

技术领域

本实用新型属于测量技术领域，更具体地，涉及一种用于电输运测量的转角样品杆。

背景技术

近年来，通过改变外加磁场角度来探索物质特征，逐渐成为测量拓扑材料电输运性质的一种重要手段。由此衍生出的转角测量方法，为强磁场下研究物质的各类奇异性质开拓了一个新的视角，相关课题在费米面特性、超导电性、二维拓扑表面态行为等研究中都取得了阶段性成果。在此基础上，进一步提高磁场强度，将材料的电输运研究扩展至量子极限区域，是发现更加丰富的物理现象和效应的重要途径。转角电输运测量系统中，样品杆是一个关键部件，它用于深入磁体孔径内搭载极小样品并进行微弱电信号采集，科学实验中针对不同类型的样品，杆件的机械及搭建的电路结构也不相同。因此，设计出能够满足极端环境下各种测量要求的旋转样品杆，对转角电输运测量实验的顺利开展具有重要意义。目前在强磁场环境下开展的电输运实验中，大多采用PPMS物性综合测量系统(PhysicalProperty Measurement System)中的配套测量杆，或国内外脉冲强磁场实验室自用的信号探测杆，若需在现有基础上进一步提高实验中的外界磁场强度，将会存在以下几个问题：

(1)现有商用PPMS物性综合测量系统能承受的外界最大磁场强度不够。PPMS样品探测杆整体框架和齿轮结构均由金属材料制成，仅在稳态场中使用，而稳态场能达到的场强有限，例如目前运用得最广泛的美国Quantum Design公司生产的PPMS，最高仅能在磁场强度±16T的稳态场内使用，远远达不到量子极限输运状态的相关研究要求。脉冲放电方式可以大大提高磁场强度，但由于产生脉冲场的脉冲电流会在金属材料中感应出涡流而影响产生电磁干扰，因此稳态场样品探测杆适应磁场强度有限，不能用于脉冲强磁场。

(2)国外现有脉冲场环境下使用的拉绳牵引滑轮的结构稳定性欠佳，且空间利用率不高，还存在角度控制精度较差、摩擦力不足导致回拉易打滑等问题。同时，由于脉冲磁体孔径空间小，严格限制了样品杆宽度必须小于9mm，而传统滑轮结构会占用大量样品台空间，导致这种测量杆空间利用率低，样品尺寸较大时，难以满足测量需求。

(3)现有大部分商用旋转测量杆在角度控制上没有角度值的实时反馈，不能对样品翻转状态进行实时监测，在使用过程中仅根据实验需求旋转杆件顶部角度控制旋钮，使样品台转过一个粗略的角度，这一角度通常为一个估计值，系统误差无法避免。转角估值的精确度不够，直接影响物理效应的测量效果。

国内相关研究中，我单位曾经发表了实用新型专利CN201420018936，基于细杆的传动结构获得了较高的空间利用率和角度调节精度，但是该结构仅能在0～90°内旋转，随着各类新奇物质三维费米面结构的探索不断深入，对相关电输运实验研究的样品转角范围提出了更高的要求，传统的传动结构已经无法满足要求。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种用于电输运测量的转角样品杆，旨在解决目前大多数电输运实验系统中样品台空间利用率低下的问题。