摘要：测量物质在不同外加磁场方向下的电输运性质是近年来研究拓扑量子材料的一种重要实验方法,为探索物质的新奇特性提供了独特的视角和手段.研究表明,在超高强度的脉冲强磁场下,材料的电输运研究可能扩展至量子极限区域,将观察到更加丰富的物理现象.而现有的电输运测量系统中,稳态场下的样品测量杆受限于尺寸和材料,难以适应脉冲场测量要求;脉冲场下的传统样品测量杆的角度分辨率和空间利用率较低,亟需研制更高性能的转角测量系统.为此,本文提出一种拉杆式转角样品杆,基于该转角样品杆的脉冲强磁场电输运测量系统,能够在极低温、强磁场的极端环境下,于脉冲磁体中心通孔的微型样品腔内开展磁场方向190°范围内任意变化的电输运性质测量实验,其旋转结构稳定性良好,转角控制精度达到0.1°;通过合理设计集成电路布局、前置补偿放大和数字锁相提取等信号处理环节,电输运测量结果的精确度优于0.1 m W.本文详细阐述了该测量系统的组成、转角测量杆的设计与研制、校准原理与信号处理过程,并简要介绍了该测量系统在费米面重构、拓扑绝缘体表面态、量子极限输运、超导电性等前沿研究领域的应用.

摘要：为了解决在脉冲磁场下电输运测量无法使用传统锁相放大器进行弱信号测量的问题,根据锁相原理,设计实现了1套数字锁相系统,并使用LabVIEW软件编写了相应的数据处理程序。通过对信号通过低通滤波器前后波形因为延时而发生的相移的仿真,设计中在还原数据时截去掉与所用低截止频率相关的点数后,可以消除滤波器延时带来的数据误差,使得测量数据很好地还原了原始信号。通过脉冲强磁场下实际样品的电输运测量,证实了所设计的数字锁相系统可以满足脉冲强磁场强干扰环境下弱信号的测量需求。