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低温强磁场原子力/共聚焦显微镜,mK干式稀释制冷机内适用

更新时间:2017-08-07点击次数:1930

    近期凝聚态物理各个域有了进步深入的发展,科学家对低于100mK的低温温区的量子光学,量子光学机制以及其他测量结果产生了大兴趣。 例如,量子共振器与量子点、钻石中单个自旋或者高度整洁的光学腔的耦合效应研究;单分子质量探测到单电子自旋的磁共振力研究;用共振荧光光谱探测单个量子点、光电导率、 Kondo激子以及对自旋冷却与核化的研究;光学探测磁共振对磁学成像的研究等各种低温实验在近期变得可能。

     目前,在干式稀释制冷机内实现以上各种低温实验包括自由光路共聚焦光学研究已经成为可能。德国attocube公司直以来保持与*科学家的亲密合作关系,不断为量子光学域提供新的实验平台来保证科学家们进行具有突破性的研究。​

 图1 attoAFM/CFM低温强磁场原子力/共聚焦显微镜示意图

     近期,德国attocube公司与莱顿(Leiden Cryogenics)公司以及瑞士Prof. Patrick Maletinsky课题组合作推出了mK干式稀释制冷机适用低温强磁场原子力/共聚焦显微镜(参见图1)。该系统在瑞士巴塞尔持续为量子传感器以及mK成像研究提供帮助。设备采用了进样的关键设计,为快速进行样品与探针的更换提供了保证。底部进样般需要24-28小时,而进样更换样品只需8小时。该关键设计使得低温扫描探针显微镜实验变得更加具有时间效率。 

图2 attoAFM III音叉式原子力显微镜在62mK时测量20nm高度微结构形貌(左);attoAFM/CFM原子力/共聚焦显微镜在60mK测试微结构形貌(右)

     值得欣喜的是,经过在莱顿干式稀释制冷机系统内测试,attoAFM/CFM原子力/共聚焦显微镜能在低温环境下获得良的形貌图(图2)。不于莱顿干式稀释制冷机, attocube公司还在BluFors Cryogenics公司的干式稀释制冷机内进行测试并且获得良好结果(图3)。

图3 attoAFM I原子力显微镜在40mK时测量微结构形貌(左);attoAFM/CFM原子力/共聚焦显微镜在55mK测试微结构形貌(右)

     attoAFM/CFM低温强磁场原子力/共聚焦显微镜具有共聚焦显微镜功能,使用的attoCFM I外置光学头坐落在样品插杆的上方。虽然样品在磁场中心并且距离光学窗口有较长距离,但是该光学头允许设备进行正常的所有共聚焦光学实验。 attoCFM I光学头具有多路光学通道,具备容易调节与长期高度稳定等点。

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