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標題: 這台低温恒温器助力低温NV色心研究發表多篇Nature子刊及Science! [打印本頁]

作者: admin 時間: 2022-9-28 16:33
標題: 這台低温恒温器助力低温NV色心研究發表多篇Nature子刊及Science!
光學檢测磁共振（ODMR）因利用具备高活络度和超小型傳感器的氮空地色心（NV中間）技能来探测样品的磁學性子而遭到遍及存眷。這類原子巨细的NV中間具备自旋依靠的光致發光特征，可以用作杰出節制的单光子源。其超长的自旋相關時候可转化為跨越nT范畴的超高磁活络度。作為扫描探针显微镜的贸易供给商，attocube公司為ODMR钻研供给抱负的平台举行了尽力，為了将NV中間的凸起特征用于磁成像，利用了AFM（節制傳感器相對付样品概况的位置）和共焦显微镜（在反射模式下供给光學自旋状况制备和读出）的组合。随後可以經由過程NV缺點自旋子能级的塞曼位移丈量局部磁場，该塞曼位移與顶端碰到的局部磁場成正比。

光學檢测磁共振（ODMR）凡是利用两套xyz定位器举行大略定位，容许在几毫米的范畴内自力定位样品和AFM顶端。凡是，承载NV色心作為傳感器的AFM探针准肯定位在高NA物镜的焦斑中，然後在NV色心傳感器下方扫描样品。

attoDRY2100是闭轮回低温恒温器系列中的佼佼者，可供给1.65 K的持续根本温度、1.65至300 K的主動温度和磁場節制，和定制化的超导磁體。它乃至可以在300 K下發生全磁場，具备優秀的温度不乱性，而且可以在不必要处置液氦的环境下對样品举行場冷却。是以，它是任何低温实行的優先選擇，不管是磁输運丈量、共焦显微镜和光谱學或扫描探针显微镜。而attoDRY2200低触動無液氦磁體與恒温器使得基于NV色心技能的光學檢测磁共振（ODMR）成像丈量在闭轮回低温恒温器内举行高空間辨别率成像成為可能。

attoDRY2200助力NV色心钻研案例：

1. 量子傳感器磁成像

范德華质料（vdWM）作為設計抱负质料機能的符合場合，比年来遭到了遍及存眷。因為潜伏的自旋電子學利用，磁性范德華质料出格有吸引力。Jörg Wrachtrup（德國斯圖加特大學）小组通太低温氮空地（NV）磁强计钻研了原子薄的CrBr3中作為磁場函数的畴壁動力學。經由過程利用量子傳感器（NV中間）实現這類至關新的扫描技能，到达纳米级的空間辨别率，从而辨認钉扎中間，并定量测定了CrBr3中的磁化强度。该團队的成果是在attocube公司的低温恒温器中的attoAFM/CFM显微镜的帮忙下得到的。该事情證实，扫描NV磁强计是摸索2D磁體的一個優秀东西。

【参考】Q.-C. Sun et al., Magnetic domains and domain wall pinning in atomically thin CrBr3revealed by nanoscale imaging. Nature Co妹妹un.12, 1989 (2021)

2. 超导穹顶内量子相變的探测

很是規超导體（UCS）一向是物理學家们存眷的核心，他们但愿操纵高温超导，為将来更經濟、可延续的能源操纵摊平門路。说明反铁磁量子相變（QPT）和超导态之間的互相感化對付理解UCS相當首要。在实行上，這類互相感化凡是从正常状况侧举行探测。Ruslan Prozhoya,orov團队（美國艾姆斯实行室）經由過程丈量一類铁氰化物的伦敦穿透深度λ，从超导侧對其举行了探测，法子是在attocube公司低温恒温器中利用attoAFM/CFM举行NV磁丈量。他们的成果显示，λ的峰值與QPT一致，该成果出乎料想地表白，不管無序水平若何，铁氰化物中广泛存在QPT。

【参考】K.R. Joshi et al., Quantum phase transition inside the superconducting dome of Ba(Fe1−xCox)2As2from diamond-based optical magnetometry. New J. Phys.22, 053037 (2020)

3. 扫描氮空地磁强计钻研范德瓦尔斯磁體

范德瓦尔斯质料（vdWM）在曩昔几年中吸引了大量注重力，由于在設計所需機能方面，它们已被證实是有利的。但是，在vdWM中，缺少磁性质料，這在技能上可能對数据存储或傳感器有效。三碘化铬（CrI3）是一種罕有的具备本征磁性的vdWM。巴塞尔大學（瑞士）帕特里克·马列廷斯基的量子傳感小组在理解其性子方面取患了冲破：利用扫描氮空地磁强计（NVM），他们肯定了CrI3单层的磁化强度為≈ 16 µB/nm2。别的，作者丈量了具备奇数层的多层中的可比磁化值，而具备偶数层的层中没有磁化，這归因于单個铁磁层的反铁磁耦合。该事情的成果是在attocube公司低温恒温器中的attoAFM/CFM显微镜的帮忙下得到的。范德瓦尔斯磁體的定量钻研是摸索這種新型纳米磁體利用潜力的先决前提，NVM為其供给了很好的东西。

【参考】L. Thiel et al.; Probing magnetism in 2D materials at the nanoscale with single-spin microscopy. Science,364, 6444, 973-97 (2019)

4. 超导體的定量纳米标准涡旋成像

經由過程非侵入性东西，可以在大范畴温度和高磁場下以纳米辨别率举行定量成像，从而大大有助于理解超导的微觀機制。基于attoAFM/CFM，Patrick Maletinsky小组（巴塞尔大學）陈述了利用NV中間磁强计的汽車香水,低温丈量。该團队的技能容许以高活络度和空間辨别率提取YBCO中单個超导涡流的局部磁場的定量数据。經由過程肯定局部伦敦穿透深度，作者發明所谓的珍珠涡模子比尺度单极模子更好地诠释了数据，并容许拟合其他参数。该实行是一個使人印象深入的例子，阐明了基于NV中間的磁力丈量东西的現实利用已成长到了很首要的水平。

【参考】L. Thiel et al., Quantitative nanoscale vortex imaging using a cryogenic quantum三峽當舖， magnetometer. Nature Nanotechnology11, 677-681 (2016).

5. NV色心显微镜對畴壁跳跃的纳米标准成像和節制

磁線中的畴壁可能被@證%1u36n%实對将%tG3bb%来@的自旋電子學器件有效，是以它们的纳米标准表征是实現現实利用的首要步调。正如Vincent Jaques團队在《科學》杂志上所展現的，他们基于attoAFM/CFM的NV中間显微镜容许以高辨别率對1 nm厚的铁磁纳米線中的畴壁成像，并在单個畴壁的钉扎位置之間跳跃。同時，他们表白，因為高局部激光功率，經由過程局部加热引诱跳跃，畴壁可以沿着导線挪動。因為畴壁由近的钉扎位點钉扎，這容许很是有用地探测和成像样品的钉扎景觀。

【参考】Tetienne et al ., Nanoscale imaging and control of domain-wall切菜神器, hopping with a nitrogen-vacancy center microscope. Science344, 1366(2014)

attoDRY2200低温恒温器和可選显微镜重要技能特色：

☛ 温度范畴：1.8K ..300 K

☛ 磁場范畴：0...9T (取决于磁體, 可選12T，9T-3T矢量磁體等)

☛ Z标的目的振動噪音：AFM噪音 (事情带宽=195Hz) < 100pm

☛ 可選显微镜：AFM/CFM(NV色心钻研），AFM（接触式與非接触式）, CFM

☛ 样品定位范畴：5×5×4.8 妹妹3

☛ 扫描范畴: 50×50 μm2@300 K, 30×30 μm2@4 K

☛ 贸易化探针

☛ 可進级 MFM，PFM, ct-AFM, cryoRAMAN, atto3DR等功效

相干產物：

一、低触動無液氦磁體與恒温器-attoDRY

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