用于金刚石压腔焦耳热实验的宽带脉冲放大器

数十年来对高温金属热物理性质的测量表明，脉冲焦耳加热是一种加热具有化学反应性或难以容纳的固态与液态金属的有效方法。为了将此类测量扩展到兆巴压力，必须将脉冲加热方法与金刚石压腔集成。我们报道了一种新型脉冲放大器的设计与表征，该放大器可利用金刚石压腔将直径约 $5$ 至 $50$ $\mu$m 的金属丝在兆巴压力下加热至数千开尔文。脉冲宽度与峰值电流均可跨越三个数量级调节，分别为 5 $\mu$s 至 10 ms 以及 0.2 至 200 A。该脉冲放大器集成了一个电流探头。附着在金刚石压腔本体上的两个电压探头可用于以四探针几何结构测量电压。对于一个电阻为 0.1 $\Omega$ 的 Dummy 样品，四探针电阻测量的精度在脉冲开始后从 2 $\mu$s 到 10 ms 的所有时刻通常优于 $5\%$。