用于低温比热高分辨测量的膜基纳卡计

描述了一种用于极小样品（质量范围从0.5毫克到亚微克）通用比热研究的差分膜基纳卡计。该量热计的工作温度范围从室温以上低至0.5 K。它由一对量热单元组成，每个单元都是位于氮化硅薄膜中心的加热器和温度计叠层，总计在300 K时背景热容小于100 nJ/K，在1 K时降至10 pJ/K。该装置具有几个显著特点：i) 由Ge_{1-x}Au_{x}合金制成的电阻温度计在整个温度范围内显示出高无量纲灵敏度|dlnR/dlnT| ≥ 1。ii) 样品与温度计直接接触放置，允许温度计自热。因此，温度计可在高直流电流下工作以提高分辨率。iii) 使用一组八个同步锁相放大器采集加热器和温度计的直流、一次和二次谐波信号。这提供了高分辨率，并允许连续输出调节而无额外噪声。iv) 通过可变频率固定相位技术实现绝对精度，在测量过程中自动调节测量频率，以考虑样品热容和装置热导随温度的变化。通过研究一个小金样品的热容和一个2.6微克超导铅片在不同磁场中的比热，展示了该量热计的性能。