專利名稱:交流磁化率測(cè)量用壓力胞及其施壓裝置和交流磁化率測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及磁化率的測(cè)量,具體來(lái)說(shuō),涉及一種交流磁化率測(cè)量用的 壓力胞、對(duì)壓力胞施加單軸壓力的裝置以及利用該壓力胞和施加壓力的 裝置測(cè)量材料,特別是單晶材料交流磁化率的測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù):
過渡族金屬和稀土化合物的輸運(yùn)性質(zhì),例如電性質(zhì)和磁性質(zhì),與它們 的電子態(tài)密切相關(guān),而它們的電子態(tài)又很容易受化學(xué)內(nèi)壓,外部靜水壓, 外部定向壓力,外部磁場(chǎng)等的影響。外部靜水壓能連續(xù)壓縮晶胞體積, 從而增大帶寬,這樣就改變了樣品的電子態(tài)。如果沿著單一軸向或者某 一晶面方向施加壓力,那么不但能改變晶胞的體積,而且能破壞晶格的 對(duì)稱性。為了檢驗(yàn)材料各向異性響應(yīng),尤其是對(duì)軸向特別敏感的電子 態(tài)的響應(yīng),同時(shí)也為了驗(yàn)證理論預(yù)言,有必要進(jìn)行軸向傳輸性質(zhì)研究, 尤其是交流磁化率的測(cè)量。然而目前,由于單晶樣品的各向異性,需要 對(duì)其各個(gè)方向上的單晶磁化率進(jìn)行測(cè)量,而目前還沒有一套可以進(jìn)行單 晶材料在單軸壓力下交流磁化率測(cè)量的壓力胞和交流磁化率測(cè)量裝置, 因此,為了研究單晶材料各向異性的需要,很有必要建立一套可以測(cè)量 單軸壓力下單晶樣品在外部變溫或外加磁場(chǎng)環(huán)境下的交流磁化率的測(cè)量 裝置。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種可在單軸壓力下測(cè)量單晶材料各向異 性的交流磁化率的壓力胞,該壓力胞可用于測(cè)量單軸壓力下單晶樣品在 外部變溫或外加磁場(chǎng)環(huán)境下的交流磁化率。
本發(fā)明的另一目的是提供一種對(duì)上述壓力胞施加單軸壓力的施壓裝 置,該裝置可向測(cè)量單晶材料各向異性的交流磁化率的壓力胞施加單軸 壓力。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種包含上述壓力胞的系統(tǒng)來(lái)測(cè)量交流 磁化率。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
本發(fā)明的壓力胞,包括上壓頭、下壓頭、線圈骨架、初級(jí)線圈、兩 組次級(jí)線圈,其中T型截面的上、下壓頭分別帶有圓板形底座和中心伸 長(zhǎng)部分,上壓頭圓板型底座上的中心處設(shè)置一球形凹坑,王字型線圈骨 架中心具有一通孔,其下部與倒置的下壓頭的中心伸長(zhǎng)部分機(jī)械配合, 上部與上壓頭的中心伸長(zhǎng)部分機(jī)械配合,線圈骨架上端與上壓頭之間套 設(shè)有彈簧以調(diào)節(jié)上壓頭的上下位置,王字型骨架整個(gè)外側(cè)套設(shè)有初級(jí)線 圈,初級(jí)線圈分別與所述骨架的上下部凹形內(nèi)側(cè)之間套設(shè)有次級(jí)線圈, 其特征在于,上、下壓頭分別與線圈骨架可拆卸裝配。
在上述壓力胞中,上下壓頭均用無(wú)磁高強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度大于 1100N/mm2)鈹銅材料制造;線圈骨架為聚四氟乙烯材料制造。
在上述壓力胞中,將待測(cè)量的加壓樣品放置在倒置的下壓頭伸長(zhǎng)部 分上,通過加壓裝置下壓上壓頭來(lái)對(duì)樣品施加壓力。
其中,所述兩組次級(jí)線圈采用異名端串聯(lián)連接,所有的繞制參數(shù)、 優(yōu)選尺寸、匝數(shù)等參數(shù)相同。
本發(fā)明提供了一種向上述壓力胞施加壓力的裝置,其包括可連續(xù)步 進(jìn)微小距離的測(cè)微頭,動(dòng)力傳輸用的上、下壓塊以及設(shè)置在兩壓塊上下
之間的彈簧、長(zhǎng)距離的的傳壓棒、保證單軸壓力的鋼球以及其它支撐連 接件,其中測(cè)微頭固定端與上壓塊固連,上壓塊通過所述彈簧頂壓下壓 塊,下壓塊底板上設(shè)置有凹坑,所述凹坑與傳壓棒機(jī)械配合,所述傳壓 棒頂端有球型凹坑與鋼球配合,以保證施加單軸壓力。
上述施加壓力裝置中,所述傳壓棒采用高強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度大于
1900N/mm2)不銹鋼材料制成。
上述裝置中,測(cè)微頭具有示數(shù)刻度,可確定彈簧的形變量。
本發(fā)明還提供了一種測(cè)量交流磁化率,特別是單晶材料交流磁化率 的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括上述的單軸壓力胞、單軸壓力加壓裝置,還包括測(cè) 溫設(shè)備、鎖相放大器、多功能數(shù)字源表,接口卡,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);單軸 壓力加壓裝置向單軸壓力胞施加壓力,用來(lái)測(cè)量樣品溫度的測(cè)溫設(shè)備以 四引線的方式連接到多功能數(shù)字源表上,然后由多功能數(shù)字源表讀出樣 品的溫度;壓力胞中初級(jí)線圈引出兩導(dǎo)線與鎖相放大器的信號(hào)輸出口連 接,兩次級(jí)線圈異名端串接后引出兩導(dǎo)線與鎖相放大器的信號(hào)輸入端連 接;鎖相放大器與多功能數(shù)字源表以IEEE-488電纜連接彼此GPIB接口 , 多功能數(shù)字源表再與裝在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接口插槽上的接口卡以IEEE-488 電纜連接彼此GPIB接口,并通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)鎖相放大器和多功能數(shù) 字源表進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集,在單軸壓力作用下測(cè)量出單晶樣品的交流磁 化率一溫度掃描曲線。
上述系統(tǒng)中,所述測(cè)溫設(shè)備為溫度計(jì),優(yōu)選為PtlOO型熱敏電阻; 所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)。
上述系統(tǒng)中,所述測(cè)溫設(shè)備連接到多功能數(shù)字源表的四引線中,兩 根通電流,另兩根測(cè)電壓。
本發(fā)明的交流磁化率測(cè)量系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)單軸壓
力壓力胞的基礎(chǔ)上,構(gòu)筑了由測(cè)微頭和精密彈簧構(gòu)成的系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)原位
連續(xù)平穩(wěn)改變施加在樣品上的單軸壓力。而且在本發(fā)明壓力胞的基礎(chǔ)上, 由信號(hào)源和鎖相放大器以及其它必要部件構(gòu)成的系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)高精度 實(shí)時(shí)的各向異性單晶樣品的交流磁化率數(shù)據(jù)測(cè)量。本發(fā)明有測(cè)量樣品的 溫度的測(cè)量,和反映交流磁化率信號(hào)一起,實(shí)現(xiàn)交流磁化率對(duì)溫度掃描 曲線測(cè)量,通過改變外部施加的單軸壓力或外部磁場(chǎng),可研究單軸壓力 或磁場(chǎng)對(duì)單晶樣品的傳輸性質(zhì)的影響。
圖1為本發(fā)明的壓力胞結(jié)構(gòu)示意圖。
其中,1、上壓頭;2、下壓頭;3、線圈骨架;4、樣品;8、上壓頭 圓板型底座;12、球形凹坑;10、上壓頭中心伸長(zhǎng)部分;9、下壓頭的圓 板型底座;11、下壓頭的中心伸長(zhǎng)部分
圖2為本發(fā)明的用于高精度交流磁化率測(cè)量的差分式傳感器的線圈
骨架及線圈設(shè)置示意圖。
其中5、初級(jí)線圈;6、次級(jí)線圈;7、次級(jí)線圈;
圖3為本發(fā)明的給樣品施加單軸壓力的加壓裝置結(jié)構(gòu)示意其中,13為鎖住壓力胞的套件;14為測(cè)微頭;15為上壓塊;16為
下壓塊;17為精密彈簧;18為傳壓棒;19為鋼球;20為下壓塊底部凹
槽;21為傳壓棒底端球型凹坑;22為套筒。
圖4為本發(fā)明的在使用壓力胞和施壓裝置對(duì)樣品施加單軸壓力情形
下同步進(jìn)行的交流磁化率測(cè)量系統(tǒng)的示意圖。其中,23為溫度計(jì);24
為鎖相放大器;25為多功能數(shù)字源表;26為GPIB接口卡;27為計(jì)算機(jī)。 圖5是利用本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量Lai.2sSrL75Mn207巨磁阻材料單晶體
的磁化率-溫度結(jié)果圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖通過具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明特征以及其它相關(guān)特征進(jìn) 一部詳細(xì)說(shuō)明,以便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明。
參見圖l,圖l給出了本發(fā)明的壓力胞結(jié)構(gòu)示意圖,其中,本發(fā)明的
壓力胞,包括由鈹銅材料制成的上壓頭1、下壓頭2、聚四氟乙烯材料制 成的線圈骨架3、樣品4、初級(jí)線圈5、兩組次級(jí)線圈6、 7,其中上壓頭 圓板型底座8中心處有球形凹槽12, T型截面的上、下壓頭分別帶有圓 板形底座8、 9和中心伸長(zhǎng)部分10、 11,王字型線圈骨架3中心有一通孔 12,其下部與倒置的下壓頭的中心伸長(zhǎng)部分ll機(jī)械配合,上部與上壓頭 的中心伸長(zhǎng)部分10機(jī)械配合,線圈骨架3上端與上壓頭之間為待加壓的 樣品4,尺寸上要求樣品4在王字型骨架下半部的中心處以保證差分效果 最好,王字型骨架3整個(gè)外側(cè)套設(shè)有初級(jí)線圈5,初級(jí)線圈分別與所述骨 架的上下部凹形內(nèi)側(cè)之間套設(shè)有次級(jí)線圈6、 7,其中上、下壓頭l、 2分 別與線圈骨架3可拆卸裝配。壓力胞中,將待測(cè)量的加壓樣品放置在倒 置的下壓頭伸長(zhǎng)部分上,通過加壓裝置下壓上壓頭來(lái)對(duì)樣品施加壓力。 兩組次級(jí)線圈6、 7采用異名端串聯(lián)連接,并采用的繞制參數(shù)包括尺寸、 匝數(shù)等參數(shù)完全相同。由于進(jìn)行磁性質(zhì)測(cè)量,所述裝置使用無(wú)磁材料。
圖2為本發(fā)明的用于高精度交流磁化率測(cè)量的差分式傳感器的線圈 骨架及線圈設(shè)置示意圖,其中王字型骨架3的整個(gè)外側(cè)面上套設(shè)初級(jí)線 圈5,在王字形線圈骨架的上部凹坑的內(nèi)側(cè)面與初級(jí)線圈的之間套設(shè)次級(jí) 線圈6,王字形線圈骨架的下部凹坑的內(nèi)側(cè)面與初級(jí)線圈的之間套設(shè)次級(jí) 線圈7,初級(jí)線圈5和次級(jí)線圈7設(shè)置在線圈骨架的下部凹坑底臺(tái)(未示 出)上,次級(jí)線圈6設(shè)置在上部凹坑底部,初級(jí)線圈5和次級(jí)線圈6、 7 占據(jù)了王字型線圈骨架的整個(gè)側(cè)面。其中次級(jí)線圈6、 7的繞組采用異名 端串聯(lián)連接。勵(lì)磁信號(hào)從初級(jí)線圈5輸入,6、 7異名端串聯(lián)連接作為信 號(hào)輸出。在沒有樣品4的情況下,在勵(lì)磁線圈上通過一特定頻率交變電流,利用鎖相放大器測(cè)量該頻率的感生電勢(shì)(即6、 7異名端串聯(lián)連接后 的感應(yīng)信號(hào)輸出),略微調(diào)節(jié)其中任一次級(jí)線圈6、 7的外繞組的匝數(shù), 將信號(hào)輸出調(diào)節(jié)到接近于零輸出。則加上樣品4,鎖相放大器顯示的示數(shù) 將反映樣品4交流磁化率的大小。圖3為本發(fā)明的給樣品施加單軸壓力的加壓裝置示意圖;該加壓裝 置包括鎖住壓力胞的套件13,可連續(xù)步進(jìn)微小距離的測(cè)微頭14,動(dòng)力傳 輸用的上、下壓塊15、 16以及設(shè)置在兩壓塊上下之間的彈簧17、長(zhǎng)距離 的高強(qiáng)度不銹鋼材料的傳壓棒18、保證單軸壓力的鋼球19、套管22以 及其它支撐連接件,其中套件13以螺紋與套管22及外部連接件鎖死以 保證下壓頭位置固定從而壓力能加到樣品4上,測(cè)微頭14與上壓塊15 固連,上壓塊15通過所述彈簧17頂壓下壓塊15,下壓塊15底板上設(shè)置 有凹坑20,所述凹坑20與傳壓棒18機(jī)械配合,所述傳壓棒18頂端有弧 度凹坑21與鋼球19配合,以保證施加單軸壓力。彈簧17優(yōu)選為精密彈 簧。壓力的施加是在室溫下,通過擰緊測(cè)微頭14的螺桿,從而壓縮彈簧 17,進(jìn)而給樣品施加壓力。測(cè)微頭示數(shù)可確定彈簧形變量,而彈簧的倔 強(qiáng)系數(shù)是已知的,因此作用在樣品上的作用力便可以計(jì)算出來(lái),若已知 樣品的截面積,單軸壓力大小就知道了,通過改變測(cè)微頭的位置,就能 連續(xù)平穩(wěn)地改變樣品的單軸壓力。圖4為本發(fā)明的使用壓力胞和施壓裝置對(duì)樣品施加單軸壓力情形下 同步進(jìn)行的交流磁化率測(cè)量系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)包括上述的單軸壓力 胞、單軸壓力加壓裝置,還包括溫度計(jì)23,以及鎖相放大器24(modelSRS830) 一臺(tái),多功能數(shù)字源表25 (KEITHLEY2400) 一臺(tái),接口 卡26 (PCI-GPIB) —塊,計(jì)算機(jī)27 —臺(tái)。溫度計(jì)23為Pt100型熱敏電 阻,它有4根引出線,引到外部多功能數(shù)字源表25處,以四引線方式連 接,即兩根通電流,另兩根測(cè)電壓,則多功能數(shù)字源表在通電工作狀態(tài)下可直接測(cè)出溫度計(jì)23的實(shí)時(shí)電阻,通過事先校準(zhǔn)的電阻一溫度換算,就可以指示出溫度,由于溫度計(jì)離樣品很近而且熱接觸良好,可以認(rèn)為測(cè)得的溫度就反映了樣品的溫度。壓力胞中差分線圈系統(tǒng)引出4根導(dǎo)線, 其中初級(jí)線圈5引出兩根導(dǎo)線與鎖相放大器24的信號(hào)輸出口連接,兩次 級(jí)線圈6、 7異名端串接后引出兩根導(dǎo)線,與鎖相放大器的信號(hào)輸入口連 接。當(dāng)鎖相放大器24工作時(shí),其示數(shù)反映交流磁化率。接口卡26裝在 計(jì)算機(jī)27的接口插槽上,鎖相放大器24與多功能數(shù)字源表25以IEEE-488 電纜連接彼此GPIB接口,多功能數(shù)字源表再與接口卡26以IEEE-488電 纜連接彼此GPIB接口 。這樣可以通過計(jì)算機(jī)27對(duì)鎖相放大器24和多功 能數(shù)字源表25的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集,就可得到實(shí)時(shí)的交流磁化率一溫度掃描 數(shù)據(jù)。采用上述系統(tǒng)對(duì)Lai.25Sri.75Mn207巨磁阻材料單晶體的磁化率進(jìn)行測(cè) 量,結(jié)果示于圖5中。圖5示出了所測(cè)量的".25Sru5Mn207巨磁阻材料單 晶體的磁化率-溫度結(jié)果圖。另外,上述的實(shí)施方式僅用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明,它不應(yīng)該理解為是對(duì)本 發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行任何限制。而且,熟悉該技術(shù)的人們可以明白,在 不脫離本發(fā)明精神和原理下,對(duì)本發(fā)明所進(jìn)行的各種等效變化、變型以 及在文中沒有描述的各種改進(jìn)均在本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種單軸壓力胞、包括上壓頭(1)、下壓頭(2)、線圈骨架(3)、初級(jí)線圈(5)、兩組次級(jí)線圈(6,7),其中T型截面的上、下壓頭分別帶有圓板形底座(8,9)和中心伸長(zhǎng)部分(10,11),上壓頭圓板型底座上的中心處設(shè)置一球形凹坑(12),王字型線圈骨架(3)中心具有一通孔,其下部與倒置的下壓頭的中心伸長(zhǎng)部分機(jī)械配合,上部與上壓頭的中心伸長(zhǎng)部分機(jī)械配合,王字型骨架整個(gè)外側(cè)套設(shè)有初級(jí)線圈(5),初級(jí)線圈(5)分別與所述骨架的上下部凹形內(nèi)側(cè)之間套設(shè)有次級(jí)線圈(6,7),其特征在于,上、下壓頭分別與線圈骨架可拆卸裝配。
2、 如權(quán)利要求1所述的壓力胞,其特征在于,所述上、下壓頭均采用無(wú) 磁高強(qiáng)度鈹銅材料;所述線圈骨架為聚四氟乙烯材料制成。
3、 如權(quán)利要求1所述的壓力胞,其特征在于,待測(cè)量的加壓樣品放置在 倒置的下壓頭伸長(zhǎng)部分上,通過加壓裝置下壓上壓頭來(lái)對(duì)樣品施加壓力。
4、 如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的壓力胞,其特征在于,所述兩組次級(jí)線 圈采用異名端串聯(lián)連接,所有的繞制參數(shù)相同。
5、 如權(quán)利要求4所述的壓力胞,其特征在于,所述參數(shù)為尺寸和/或匝 數(shù)。
6、 一種向權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述壓力胞施加壓力的裝置,其包括可連 續(xù)步進(jìn)微小距離的測(cè)微頭(14),動(dòng)力傳輸用的上、下壓塊(15, 16)以 及設(shè)置在兩壓塊上下之間的彈簧(17)、長(zhǎng)距離的的傳壓棒(18)、保證 單軸壓力的鋼球(19)以及其它支撐連接件,其中測(cè)微頭(14)與上壓 .塊(15)固連,上壓塊通過所述彈簧頂壓下壓塊(16),下壓塊底板上設(shè) 置有凹坑(20),所述凹坑與傳壓棒機(jī)械配合,所述傳壓棒頂端有球型凹 坑(21)與鋼球配合,以保證施加單軸壓力。
7、 如權(quán)利要求6所述的施加壓力裝置,其特征在于,所述傳壓棒采用高強(qiáng)度不銹鋼材料制成。
8、 如權(quán)利要求6或7所述的施加壓力裝置,其特征在于,所述測(cè)微頭具 有示數(shù)刻度,可確定彈簧的形變量。
9、 一種測(cè)量交流磁化率的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括上述的單軸壓力胞、單軸壓 力加壓裝置,還包括測(cè)溫設(shè)備(22)、鎖相放大器(24)、多功能數(shù)字源 表(25),接口卡(26),數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(27);單軸壓力加壓裝置向單軸 壓力胞施加壓力,用來(lái)測(cè)量樣品溫度的測(cè)溫設(shè)備(22)以四引線的方式 連接到多功能數(shù)字源表(25)上,然后由多功能數(shù)字源表(25)讀出樣 品的溫度;壓力胞中初級(jí)線圈引出兩導(dǎo)線與鎖相放大器(24)的信號(hào)輸 出口連接,兩次級(jí)線圈異名端串接后引出兩導(dǎo)線與鎖相放大器的信號(hào)輸 入端連接;鎖相放大器(24)與多功能數(shù)字源表(25)以IEEE-488電纜 連接彼此GPIB接口 ,多功能數(shù)字源表再與裝在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接口插槽上 的接口卡(26)以IEEE-488電纜連接彼此GPIB接口 ,并通過數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)(27)對(duì)鎖相放大器(24)和多功能數(shù)字源表(25)的進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)采集,在單軸壓力作用下測(cè)量出單晶樣品的交流磁化率一溫度掃描曲 線。
10、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng),其特征在于,所述測(cè)溫設(shè)備為溫度計(jì); 所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)。
11、 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng),其特征在于,所述溫度計(jì)為Ptl00型熱 敏電阻。
12、 如權(quán)利要求9-ll任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其特征在于,所述測(cè)溫設(shè)備連 接到多功能數(shù)字源表的四引線中,兩根通電流,另兩根測(cè)電壓。
13、 如權(quán)利要求9-ll任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)為測(cè)量 單晶材料在不同單軸壓力下的變溫交流磁化率的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單晶材料交流磁化率測(cè)量用壓力胞、包括上壓頭、下壓頭、線圈骨架、初級(jí)線圈、兩組次級(jí)線圈,其中T型截面的上、下壓頭分別帶有圓板形底座和中心伸長(zhǎng)部分,王字型線圈骨架中心具有一通孔,其下部與倒置的下壓頭的中心伸長(zhǎng)部分機(jī)械配合,上部與上壓頭的中心伸長(zhǎng)部分機(jī)械配合,線圈骨架上端與上壓頭之間套設(shè)有彈簧以調(diào)節(jié)上壓頭的上下位置,王字型骨架整個(gè)外側(cè)套設(shè)有初級(jí)線圈,初級(jí)線圈分別與所述骨架的上下部凹形內(nèi)側(cè)之間套設(shè)有次級(jí)線圈,上、下壓頭分別與線圈骨架可拆卸裝配。本發(fā)明還提供了利用該壓力胞和施壓裝置對(duì)樣品施加單軸壓力情形下同步進(jìn)行的變溫交流磁化率測(cè)量系統(tǒng),本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單直接、不用壓力標(biāo)定、加壓方式簡(jiǎn)單同時(shí)重量輕、體積小、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單緊湊??梢詼y(cè)量尺寸非常小的單晶體交流磁化率信號(hào)。
文檔編號(hào)G01R15/00GK101162241SQ20071017682
公開日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2007年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月5日
發(fā)明者K·麥登, 勇 余, 靳常青 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院物理研究所