中科艾科米团队研发新一代无液氦亚3K低温扫描探针显微镜系统


近日,中科艾科米研发团队联合中国科学院物理研究所、中国科学院半导体研究所、北京飞斯科科技有限公司在《科学仪器评论》杂志上发表文章【Rev. Sci. Instrum. 94, 093701 (2023); doi: 10.1063/5.0165089】,详细介绍了研发的基于远端液化的全新无液氦亚3K低温扫描探针显微镜系统。该系统创新性地采取将具有大幅低频震动的制冷机安装在远端的独立制冷腔体的方案,实现了约2.8K的基础温度、近±0.1mK的温度稳定性、约1pm震动水平、小于10pm/h的温度漂移,能够在低温到室温宽温区范围内连续变温成像。

图1.《科学仪器评论》杂志网站截图

此外,通过非接触原子力显微镜原子级分辨成像、扫描隧道谱以及非弹性电子隧道谱等测试数据证明,该套系统性能与基于液氦杜瓦的湿式SPM系统相当

图2.无液氦亚3K低温扫描探针显微镜系统

低温是物理学前沿研究不可或缺的手段,当前普遍采用液氦降温的方式,而液氦因其稀缺性,其供应受诸多因素影响,因此无液氦制冷方式逐渐成为主流方向。在无液氦SPM研制方面,世界范围内已有多个团队开展相关工作,均采用近端制冷的方案。此种制冷方案虽然可实现无液氦制冷,但基于单级制冷模式基础温度最低仅能达到5K水平,且具有不耐烘烤、磁场敏感、橡胶波纹管渗透结冰、安装角度受限及升级难等诸多弊端。

本次中科艾科米参与研制的新一代无液氦亚3K低温扫描探针显微镜系统,创新性地采取闭循环远端制冷方案,最低温度可达3K以下,更规避了近端制冷方案的诸多弊端。新方案可便捷地移植到现有湿式SPM系统上,对其进行无液氦化升级改造,而且可以方便地与光学、强磁场等多物理场环境耦合。更重要的是,通过结合多级制冷,有望实现亚K乃至毫K温区的极低震动制冷。

图3. 已有基于液氦杜瓦的湿式SPM系统升级成远端制冷闭循环无液氦SPM的方案示意图

众所周知,我国已经是世界上最大的氦气消费国之一,而我国氦资源极其稀缺,据估计氦气资源总量约11亿立方米,其中可直接采收的总量约0.5亿立方米,不到全球储量的0.1%,严重依赖进口,近年来对外依存度更是高达95%以上。该系统的出现,不仅将为凝聚态物理研究、材料科学、生物医学等领域提供一种高性能的低温低振动技术,更为相关领域破解“液氦之困”提供了新思路。

未来,中科艾科米将继续坚持以科研工作者的需求为导向的理念,深耕纳米材料表征、纳米材料制备领域,专注超高真空扫描探针显微镜(SPM)系统、分子束外延(MBE)系统及相关核心部件、电控仪器的研发。努力为更多的国内外科研工作者提供高水平、高性价比的技术解决方案,为开展高水平基础科学研究提供有力支撑,为我国实现高水平科技自立自强贡献力量!

文章链接:https://doi.org/10.1063/5.0165089

助力高水平基础科学研究,国产商业化科学仪器-SPM首发《Nature》正刊

2024-05-23


北京大学物理学院量子材料科学中心、轻元素先进材料研究中心江颖教授、徐莉梅教授、田野特聘研究员与王恩哥院士等合作,利用北京大学与中科艾科米(北京)科技有限公司(简称:中科艾科米)共同研发的国产商业化高分辨qPlus型原子力显微镜系统,首次获得了自然界最常见的冰(Ice Ih)表面的原子分辨图像,发现了冰表面存在Ih和Ic的面内堆叠,揭示了原子级缺陷在预融化过程中的关键作用,结束了有关冰表面结构及冰预融化机制的长期争论。

“2024交叉科学青年学术交流会”成功举办

2024-04-23


3月22日-25日,由中国科学院物理研究所和北京纳米能源与系统研究所主办,中科艾科米(北京)科技有限公司承办,北京怀柔仪器和传感器有限公司协办的“2024交叉科学青年学术交流会”在北京怀柔召开。本次会议共60余位交叉科学领域青年专家学者参会,就交叉学科发展之路,促进交叉科学领域的科技交流和产业发展,展开深入交流和探讨。会议特邀北京纳米能源与系统研究所所长王中林院士作大会特邀报告。

中科艾科米团队研发新一代无液氦亚3K低温扫描探针显微镜系统

2024-04-17


近日,中科艾科米研发团队联合中国科学院物理研究所、中国科学院半导体研究所、北京飞斯科科技有限公司在《科学仪器评论》杂志上发表文章【Rev. Sci. Instrum. 94, 093701 (2023); doi: 10.1063/5.0165089】,详细介绍了研发的基于远端液化的全新无液氦亚3K低温扫描探针显微镜系统。该系统创新性地采取将具有大幅低频震动的制冷机安装在远端的独立制冷腔体的方案,实现了约2.8K的基础温度、近±0.1mK的温度稳定性、约1pm震动水平、小于10pm/h的温度漂移,能够在低温到室温宽温区范围内连续变温成像。

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