化工儀器網(wǎng)首頁>資訊中心>項目成果>正文

我國在無液氦低溫掃描探針顯微鏡研制方面取得進展
2023年09月20日 15:43:35 來源：化工儀器網(wǎng) 作者：宋池 點擊量：4526

近日，中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心研究團隊在新一代無液氦低溫掃描探針顯微鏡研制方面取得成果。

　　【化工儀器網(wǎng) 項目成果】近日，中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心研究團隊在新一代無液氦低溫掃描探針顯微鏡研制方面取得成果，成功研制了一套無液氦亞3K低溫掃描探針顯微系統(tǒng)。研究成果以“無液氦亞3 K低溫掃描探針顯微鏡的研制”為題，于2023年9月6日發(fā)表在《科學(xué)儀器評論》上。
 
　　在凝聚態(tài)物理研究中，低溫環(huán)境扮演著非常重要的角色，是對多體系統(tǒng)中強相互作用的復(fù)雜行為開展深入研究的必要條件。目前低溫環(huán)境重要依賴于液氦提供。然而液氦是一種非常稀缺且昂貴的資源，隨著液氦資源日趨緊張，發(fā)展無液氦制冷技術(shù)勢在必行。磁共振成像、超導(dǎo)磁體等儀器設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)了無液氦化，而在掃描探針顯微系統(tǒng)(SPM)上，一方面單級制冷的基礎(chǔ)溫度僅能達約5 K水平，另一方面制冷劑需要安裝在掃描單元附近，其震動對成像有顯著影響。因此低溫SPM的無液氦化仍然面臨著較大困難。
 
　　中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心郇慶研究團隊(N13組)和高鴻鈞院士研究團隊(N04組)長期合作，在掃描探針顯微鏡技術(shù)上取得過多項重大突破。為解決無液氦低溫SPM技術(shù)，兩個研究團隊聯(lián)合中科艾科米(北京)科技有限公司、北京飛斯科科技有限公司、中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所的研發(fā)人員經(jīng)過幾年攻關(guān)，終于成功研制出了無液氦亞3K低溫SPM系統(tǒng)。
 
　　據(jù)介紹，該系統(tǒng)將低頻大幅震動的制冷機安裝在遠端的獨立制冷腔體，解決了目前無液氦低溫掃描探針顯微鏡存在的兩方面問題。在溫度上，實現(xiàn)了~2.8K的基礎(chǔ)溫度、接近±0.1mK的溫度穩(wěn)定性、小于10pm/h的溫度漂移，保證了穩(wěn)定的低溫環(huán)境。在震動上，震動水平約1pm，對成像的影響大幅減小。經(jīng)過驗證，該系統(tǒng)能夠從低溫到室溫寬溫區(qū)內(nèi)連續(xù)變溫成像。
 
　　與現(xiàn)有的無液氦方案相比，該系統(tǒng)僅需少量氦氣(~10 L)即可實現(xiàn)3K以下基礎(chǔ)溫度，并可長時間連續(xù)運行，震動水平與濕式系統(tǒng)相當(dāng)；利用此遠端液化 4He方案預(yù)冷3He方便實現(xiàn)亞開爾文范圍拓展；與強磁場、光學(xué)通路等其他物理環(huán)境的良好兼容性，顯著降低來自制冷機的電磁干擾；便捷地將現(xiàn)有濕式SPM系統(tǒng)改造為無液氦SPM，并可應(yīng)用在其他需求低溫且對振動敏感的領(lǐng)域。
 
　　世界范圍內(nèi)的液氦短缺對部分依賴低溫環(huán)境運行的儀器設(shè)備帶來了較大影響，這項研究成果采用創(chuàng)新的制冷技術(shù)，不僅徹底解決了現(xiàn)有無液氦SPM方案近端安裝制冷機的不足，還可應(yīng)用于其它需求低溫且振動敏感的領(lǐng)域，如精密光譜測量、低維材料的微弱電學(xué)信息表征等，將助力我國減少對液氦資源的依賴。
 
　　資料來源：中國科學(xué)院物理研究所
 
關(guān)鍵詞

相關(guān)閱讀 Related Reading

查看更多+

  • 預(yù)算超1億元 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)采購大批實驗室設(shè)備

    中國農(nóng)業(yè)大學(xué)計劃采購冷場發(fā)射掃描電鏡、顯微拉曼光譜儀、制備型高效液相色譜儀等儀器設(shè)備，預(yù)算總金額超1億元。
    2025-05-07 14:22:53

  • 超2500萬預(yù)算！湖南工學(xué)院采購儀器設(shè)備

    近日，湖南工學(xué)院就“湖南工學(xué)院先進材料開發(fā)制備與檢測創(chuàng)新平臺項目”發(fā)布公開招標(biāo)公告，預(yù)算金額為2874.0714萬元。
    2025-05-07 09:20:51

  • 2.85億元儀器采購大單 中國石油大學(xué)（華東）發(fā)布政府采購意向

    4月至今，中國石油大學(xué)（華東）發(fā)布多個政府采購意向，其中儀器品目100多項，預(yù)算總額達2.85億元。預(yù)計采購時間為2025年5月—...
    2025-05-03 11:35:45

  • 賽默飛公布2025年Q1財報：收入穩(wěn)定 全年財務(wù)指引下調(diào)

    賽默飛第一季度收入103.6億美元，同比增長1%。其中分析儀器部門同比增長1.8%，達17.18億美元，電子顯微鏡業(yè)務(wù)成為主要增長...
    2025-04-29 14:03:41

  • 超2.9億元采購計劃！北京中醫(yī)藥大學(xué)將集中購置數(shù)百套儀器設(shè)備

    北京中醫(yī)藥大學(xué)計劃采購數(shù)百套儀器設(shè)備，包括高分辨激光共聚焦顯微鏡、超高效液相色譜儀、圓二色光譜儀等，預(yù)算總金額超2.9億元。
    2025-04-28 15:00:46

  • 預(yù)算2948萬元 廣東工業(yè)大學(xué)采購高通量透射電子顯微鏡等設(shè)備

    近日，廣東工業(yè)大學(xué)委托廣東有德招標(biāo)采購有限公司組織公開招標(biāo)，采購高通量透射電子顯微鏡等設(shè)備。
    2025-04-28 10:55:21

版權(quán)與免責(zé)聲明

  • ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
  • ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權(quán)等法律責(zé)任。
  • ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
高品質(zhì)供水水質(zhì)分析與檢測技術(shù)線上研討會
關(guān)閉