SB100A型磁性薄膜磁電阻率測量儀是由本公司與北京科技大學應(yīng)用科學學院物理系共同構(gòu)思，并由本公司設(shè)計和制作。其有SB118型精密電壓電流源，SB119型直流穩(wěn)壓電源，PZ158A型直流電壓表以及SB120四探針亥姆霍茲線圈測試平臺四臺儀器構(gòu)成。可用于高校的物理教育實驗。

  通過本測試儀可以進一步了解磁性薄膜材料和磁電子學的一些基本概念和知識，了解目前廣泛應(yīng)用的多類磁電阻的基本概念以及用四探針法對磁性薄膜電阻和電阻率進行測試及研究。由于本產(chǎn)品為組合式構(gòu)思，因此為儀表的多用途以及靈活性提供了方便。

  1、使用條件：

  （1）環(huán)境溫度：5—+40ºC；
  （2）環(huán)境相對濕度：80%以下；
  （3）供電電源：220±22V50±1.5Hz；
  （4）不應(yīng)受到劇烈震動和機械沖擊；
  （5）空氣中不應(yīng)含有足以腐蝕儀器的灰塵和雜質(zhì)；
  （6）不應(yīng)受強的電磁場干擾；
  （7）通風條件良好。

  2、SB118型精密直流電壓電流源（詳見該產(chǎn)品使用說明書）

  （1）直流電壓源：輸出電壓范圍0~50V分20mV、200mV、2V、20V、50V五檔，每檔輸出電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)，最高分辨力為1µV，基本誤差為0.1%。

  （2）直流電流源：輸出電流范圍0~200mA分20µA、200µA、2mA、20mA、200mA五檔，每檔輸出電流可連續(xù)調(diào)節(jié)，最高分辨力為1nA，基本誤差為0.03%。

  3、SB119型直流穩(wěn)壓電源（詳見該產(chǎn)品使用說明書）

  （1）輸出電壓范圍：0-60V連續(xù)可調(diào)，基本誤差為0.1%

  （2）額定負載電流為5A，最大為6A

  4、PZ158A型數(shù)字電壓表（詳見該產(chǎn)品使用說明書）

  可測量0~1000V直流電壓具有200mV、2V、20V、200V、1000V五檔量程，最高分辨力為0.1µV，基本誤差為0.003%。

  5、SB120四探針測試平臺（詳見該產(chǎn)品使用說明書）

  為磁性薄膜樣品，利用四探針測量方式測量其磁電阻和電阻率以及對磁電阻效應(yīng)進行研究，提供了方便。

 

  圖中：左下為SB119；左中為SB118；左上為PZ158A；右方為SB120。

  使用方法：

  預(yù)熱：打開SB118電流源、SD119穩(wěn)壓電源和PZ158A電壓表的電源開關(guān)，使儀器預(yù)熱30分鐘。

  調(diào)整樣品小平臺：在實驗前應(yīng)調(diào)整樣品小平臺的高低（可用軸套固定高低位置），使樣品小平臺恰在兩個亥姆霍茲線圈中心，以保證樣品處于均勻磁場中。

  放置被測樣品：首先擰動四探針支架上的銅螺柱，松開四探針與小平臺的接觸，將樣品放置于小平臺上，然后再擰動銅螺柱，使四探針的所有針尖同樣品薄膜有良好的接觸即可。

  注意事項：

  在擰動四探針架上的銅螺柱時，用手扶住四探針架，不要讓四探針在樣品表面滑動，以免探針的針尖滑傷薄膜。

  在擰動四探針支架上的銅螺柱時，不要擰得過緊，以免四探針的針尖嚴重刺傷樣品薄膜，只要四探針的所有針尖同樣品薄膜有良好的接觸即可。

  聯(lián)機

  將四探針的四個接線端子，分別正確地接入相應(yīng)的位置，即接線板上最外面的端子，對應(yīng)于四探針的最外面二根針，應(yīng)接入SB118電流源的電流輸出孔上，而接線板上內(nèi)側(cè)的二個端子，對應(yīng)于四探針的內(nèi)側(cè)的二根針應(yīng)接在PZ158A電壓表的輸入孔上，再將二只相同類型的亥姆霍茲線圈的引出線頭尾相串聯(lián)后接入SB119穩(wěn)壓電源上。如下圖四探針法測量鐵磁金屬薄膜電阻率的原理圖。

  注意：在聯(lián)接SB118電流源前，應(yīng)先將其電流輸出調(diào)節(jié)到零，在聯(lián)接SB119電壓源時也將電壓輸出調(diào)至零，PZ158A可選擇在0.2V或2V量程。

  四探針測量鐵磁薄膜磁電阻原理圖

  測量

  使用SB118電流源部分，選擇合適的電流輸出量程，以及適當調(diào)節(jié)電流（粗調(diào)及細調(diào)），在樣品上施加一個與磁場平行的恒定電流，即調(diào)節(jié)SB119的輸出，使磁場從零慢慢增大，可以在PZ158A上測量出樣品在不同磁場下的電壓值，直到磁電阻不再增加（即達到飽和為止）：再將磁場慢慢降為零，再測量不同磁場下對應(yīng)的電壓值。然后，可讓磁場反向，重復(fù)以上操作。最后還可在樣品上施加一個與磁場有一定角度如垂直的恒定電流，重復(fù)以上操作。

  注意：

  在切換電流量程時，應(yīng)先將電流輸出調(diào)至近零，以免造成電流對樣品的沖擊。

  在選擇電流時，對某些樣品，最大的電流值對應(yīng)的電壓值一般不超過5mV，流過樣品薄膜的電流太大，導致樣品發(fā)熱，從而影響測量。

  在某一電流值下，測量電壓時，可分別測量正反向電壓。（通過接下電流源的正向或反向按鍵來實現(xiàn)），再取其大小的平均值。

  調(diào)換被測樣品時，一定要把SB118電流源的電流調(diào)為零

  在調(diào)節(jié)SB119時，應(yīng)保證磁場線圈電流調(diào)節(jié)的單調(diào)性。

  計算：

  根據(jù)樣品在不同電流（I）下的電壓值（V）計算出該樣品的電阻值及電阻率，例如某一種磁性薄膜樣品，在薄膜的面積為無限大或遠大于四探針中相鄰探針間距的時候，金屬薄膜的電阻率ρF可以由以下式算出。

  式中：d為樣品薄膜的膜厚，I是流經(jīng)薄膜的電流即SB118輸出的電流，V是電流流過薄膜樣品時產(chǎn)生的電壓即PZ158A上顯示的電壓。

  在將測量時所提供給亥姆霍茲線圈電流換算為相應(yīng)的磁場數(shù)據(jù)后就可以分別將磁場與電流平行以及磁場與電流垂直時測得的電壓隨磁場的變化值計算出磁性薄膜樣品在不同磁場下的電阻及電阻率。并也可畫出各隨磁場變化的曲線。（參見參考資料）

  擴展使用：由于本儀器采用的為組合式構(gòu)思，因此每臺儀器都具有其獨立性，故可方便地使每臺儀器能實現(xiàn)多種用途。

  例：PZ158A本身就是一臺6½位的高精度電壓表，可用于多個領(lǐng)域。SB118既可作為一臺可調(diào)的電壓源輸出，又可作為一臺可調(diào)的恒流源輸出。SB119可單獨作為一臺穩(wěn)壓電源用。

  成套性

  隨同每臺產(chǎn)品一起供應(yīng)的技術(shù)文件有：

  （1）使用說明書1份；（2）產(chǎn)品合格證1份。

  2、本產(chǎn)品由以下4臺產(chǎn)品組成：

  （1）SB118型精密直流電壓電流源1臺；（2）PZ158A型直流數(shù)字電壓表1臺；

  （3）SB120/1四探針樣品平臺1臺；（4）SB119型直流穩(wěn)壓電源1臺。

  保管及使用期限

  儀器應(yīng)存放在環(huán)境溫度為5—40ºC，相對濕度80%以下，在空氣中不含以引起腐蝕的氣體或有害雜質(zhì)。

  在用戶遵守保管、安裝、運輸和使用規(guī)則的條件下，從制造廠發(fā)貨日期起12個月內(nèi)，產(chǎn)品因制造質(zhì)量不良而發(fā)生損壞或不能正常工作時，制造廠應(yīng)負責免費為用戶修理產(chǎn)品或更換零件。