OptiCool低溫光學(xué)
- 公司名稱(chēng) QUANTUM量子科學(xué)儀器貿(mào)易（北京）有限公司
- 品牌 其他品牌
- 型號(hào)
- 產(chǎn)地 美國(guó)
- 廠商性質(zhì) 生產(chǎn)廠家
- 更新時(shí)間 2024/4/18 12:48:02
- 訪(fǎng)問(wèn)次數(shù) 2104
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| 產(chǎn)地類(lèi)別 | 進(jìn)口 | 價(jià)格區(qū)間 | 面議 |
|---|---|---|---|
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 化工,石油,能源,電子/電池 |
OptiCool是Quantum Design于2018年2月新推出的低溫光學(xué)研究平臺(tái)，創(chuàng)新*的設(shè)計(jì)方案確保樣品可以處于光路的關(guān)鍵位置。系統(tǒng)擁有3.8英寸超大樣品腔、雙錐型劈裂磁體，可在超大空間為您提供高達(dá)±7T的磁場(chǎng)。多達(dá)7個(gè)側(cè)面窗口、1個(gè)頂部超大窗口方便光線(xiàn)由各個(gè)方向引入樣品腔，高度集成式的設(shè)計(jì)讓您的樣品在擁有低溫磁場(chǎng)的同時(shí)擺脫大型低溫系統(tǒng)的各種束縛。
OptiCool是全干式系統(tǒng)，啟動(dòng)和運(yùn)行只需少量氦氣。全自動(dòng)軟件控制實(shí)現(xiàn)鍵變溫、鍵變場(chǎng)；89mm直徑，84mm高度的超大樣品空間、頂部窗口90°光路張角讓測(cè)量更便捷；控溫技術(shù)讓控溫更智能；新型磁體完·美結(jié)合了超大均勻區(qū)與超大數(shù)值孔徑。OptiCool讓低溫光學(xué)實(shí)驗(yàn)無(wú)限可能。
OptiCool低溫光學(xué)技術(shù)點(diǎn)：
· 全干式系統(tǒng)：*無(wú)液氦系統(tǒng)，脈管制冷機(jī)。
· 8個(gè)光學(xué)窗口：
7個(gè)側(cè)面窗口 (NA > 0.11)
1個(gè)頂部窗口 (NA > 0.7)
· 超大磁場(chǎng)：±7T
· 超低震動(dòng)：<10nm 水平 峰-峰值
<4nm 豎直 峰-峰值
· 超大空間：Φ89mm×84mm
· 精準(zhǔn)控溫：1.7K~350K全溫區(qū)精準(zhǔn)控溫
· 新型磁體：雙錐型劈裂磁體，同時(shí)滿(mǎn)足超大磁場(chǎng)均勻區(qū)、大數(shù)值孔徑的要求。
OptiCool樣品艙為用戶(hù)提供了自定義實(shí)驗(yàn)裝置的工作臺(tái)。當(dāng)您準(zhǔn)備開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，樣品艙可以方便地放入預(yù)接線(xiàn)的控溫樣品臺(tái)。測(cè)量完成后，您可以很方便地用準(zhǔn)備好的樣品艙更換，進(jìn)行下個(gè)樣品的測(cè)量。OptiCool標(biāo)配16根引線(xiàn)，并且已經(jīng)由接口面板經(jīng)過(guò)熱沉后引至樣品室，引線(xiàn)多可增加至80根。
OptiCool低溫光學(xué)應(yīng)用域：
· MOKE/低溫MOKE
· 低溫拉曼
· 低溫光致發(fā)光
· 紫外/紅外反射&吸收
· 低溫傅里葉紅外
· 低溫高壓
· NV色心、空位熒光
· 納米磁學(xué)
· 探測(cè)器
· 量子光學(xué)
· 自旋電子學(xué)
......
應(yīng)用案例
■ Nature Physics：?jiǎn)螌蛹ぷ泳夡w的證據(jù)
眾·所周知拓?fù)湫院完P(guān)聯(lián)性之間的相互作用可以產(chǎn)生各種各樣的量子相，其中許多原理仍有待探索。近的進(jìn)展表明，單分子層WTe2在不同量子相之間具有高度的可調(diào)性，這點(diǎn)表明WTe2是種很有前途的材料。這種二維晶體的基態(tài)可以通過(guò)靜電調(diào)諧從量子自旋霍爾緣態(tài)轉(zhuǎn)化為超導(dǎo)態(tài)。然而，關(guān)于量子自旋霍爾緣態(tài)的帶隙打開(kāi)機(jī)制仍不明確。
近日，美國(guó)普林斯頓大學(xué)Ali Yazdani和 Sanfeng Wu（共同通訊作者）等報(bào)道了量子自旋霍爾緣體也是激子緣體的證據(jù)，它是由電子空穴束縛態(tài)(即激子)的自發(fā)形成引起的。文章于2021年12月發(fā)表于Nature Physics。
在本工作中作者使用Quantum Design生產(chǎn)的*無(wú)液氦綜合物性測(cè)量系統(tǒng)PPMS DynaCool 和超精準(zhǔn)全開(kāi)放強(qiáng)磁場(chǎng)低溫光學(xué)研究平臺(tái)-OptiCool進(jìn)行了電運(yùn)輸和vdW隧穿的相關(guān)測(cè)量。OptiCool在2018年面世以來(lái)作為新型的強(qiáng)磁場(chǎng)低溫光學(xué)研究平臺(tái)受到了很多好評(píng)，并獲得了當(dāng)年的R&D100大獎(jiǎng)。OptiCool的多種電學(xué)通道非常方便用戶(hù)進(jìn)行電學(xué)測(cè)量和柵壓調(diào)控實(shí)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)：Jia et al., Nat. Phys (2021) https://doi.org/10.1038/s41567-021-01422-w
■ Science：扭曲二維材料磁性體系中的磁疇和莫爾磁性的直接可視化
扭曲非磁性二維材料形成的莫爾超晶格是研究奇異相關(guān)態(tài)和拓?fù)鋺B(tài)的高度可調(diào)控系統(tǒng)。近些年來(lái)在旋轉(zhuǎn)石墨烯等多種二維材料中都觀察到了很多奇異的性質(zhì)。在該工作中，來(lái)自華盛頓大學(xué)的許曉棟教授課題組報(bào)道了在小角度扭曲的二維CrI3中出現(xiàn)的磁性紋理。
作者用基于NV色心的量子磁強(qiáng)計(jì)直接可視化測(cè)量了納米尺度的磁疇和周期圖案，這是莫爾磁性的典型征。該篇文章中用MOKE和RMCD對(duì)樣品的磁性進(jìn)行了精細(xì)的測(cè)量。研究表明，在扭曲的雙分子層CrI3中反鐵磁(AFM)和鐵磁(FM)域共存，具有類(lèi)似無(wú)序的空間模式。在扭曲三層CrI3中具有周期性圖案的AFM和FM疇，這與計(jì)算得到的CrI3 莫爾超晶格中層間交換相互作用產(chǎn)生的空間磁結(jié)構(gòu)相致。該工作的研究結(jié)果表明莫爾磁性超晶格可以作為探索納米磁性的·佳研究平臺(tái)。工作中對(duì)扭曲CrI3的MOKE和RMCD測(cè)量中使用了基于OptiCool系統(tǒng)的低溫磁光測(cè)量系統(tǒng)。
參考文獻(xiàn)：Song et al., Science 374, 1140–1144 (2021) 26 November 2021
■ 低溫光學(xué)研究平臺(tái)在量子材料調(diào)控方面的應(yīng)用
2020年8月，美國(guó)加州大學(xué)圣迭戈分校（UC San Diego）R. D. Averitt課題組在量子材料調(diào)控方面取得了重要進(jìn)展。該研究工作用超精準(zhǔn)全開(kāi)放強(qiáng)磁場(chǎng)低溫光學(xué)研究平臺(tái)所搭建的測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)低溫磁場(chǎng)環(huán)境下的超快泵浦測(cè)量詳細(xì)研究了GdTiO3鈣鈦礦材料在光激發(fā)下自旋與晶格相互作用以及磁性變化在不同時(shí)間尺度上的各種演化機(jī)制。這對(duì)于可應(yīng)用于量子信息域的鈣鈦礦類(lèi)量子材料實(shí)現(xiàn)超快的量子調(diào)控十分重要。相關(guān)研究成果以“鐵磁緣體GdTiO3中相干聲子模的磁彈性耦合（Magnetoelastic coupling to coherent acoustic phonon modes in the ferromagnetic insulator GdTiO3）”為題，刊登在PHYSICAL REVIEW B上。
圖1. 測(cè)量設(shè)備與光路示意圖（圖片來(lái)源于R. D. Averitt教授關(guān)于本工作的公開(kāi)報(bào)告）
GdTiO3在鈣鈦礦材料相圖中處于鐵磁-反鐵磁的邊緣區(qū)域，在基態(tài)時(shí)Gd磁晶格與Ti磁晶格成反鐵磁耦合排列，材料表現(xiàn)出亞鐵磁性，同時(shí)材料還是莫-哈伯德緣體和軌道有序態(tài)。該研究工作在不同溫度和不同磁場(chǎng)環(huán)境下對(duì)GdTiO3材料進(jìn)行了時(shí)間分辨的反射率和磁光克爾測(cè)量。材料的反射率和克爾轉(zhuǎn)角在飛秒、皮秒時(shí)間尺度上表現(xiàn)出了多種演化機(jī)制。針對(duì)在皮秒量上的自旋-晶格相互作用機(jī)制，通過(guò)采用660 nm對(duì)應(yīng)于Ti 3d-3d 軌道Mott-Hubbard帶隙的光激發(fā)，對(duì)所得MOKE信號(hào)的分析可以得出，光激發(fā)擾亂了Ti離子磁晶格的排布，減弱了與Gd磁晶格的反鐵磁耦合，使得材料的凈磁矩增加。進(jìn)而光激發(fā)所產(chǎn)生的熱效應(yīng)逐漸影響Gd磁晶格的穩(wěn)定性使得材料的凈磁矩減少。另外，實(shí)驗(yàn)觀察到MOKE和反射率測(cè)量在皮秒尺度上都有相干振蕩，且隨著時(shí)間發(fā)生明顯的紅移。該振蕩對(duì)應(yīng)于光激發(fā)在材料中產(chǎn)生的應(yīng)力波（相干聲子）。通過(guò)分析得出，該應(yīng)力波與材料的磁性也有密切的對(duì)應(yīng)關(guān)系，表明通過(guò)聲子與磁性的耦合來(lái)直接調(diào)控磁性也具有很大的可行性。
圖3. 不同溫度、不同磁場(chǎng)下時(shí)間分辨MOKE測(cè)量觀察到的GdTiO3材料磁性的演變
該研究通過(guò)在變溫變磁場(chǎng)條件下的時(shí)間分辨測(cè)量，清楚的觀測(cè)到了GdTiO3在微觀時(shí)間尺度上的磁性變化，通過(guò)分析詳細(xì)解釋了磁性演化的內(nèi)在機(jī)制。這對(duì)于鈣鈦礦類(lèi)量子材料的應(yīng)用具有十分重大的意義。
■ 低溫光學(xué)研究平臺(tái)在自旋化測(cè)量方面的應(yīng)用
美國(guó)西北大學(xué)Nathaniel P. Stern課題組用OptiCool平臺(tái)搭建了用于自旋化時(shí)間分辨測(cè)量的泵浦測(cè)量系統(tǒng)并取得了系列重要的數(shù)據(jù)，相關(guān)的研究成果正在發(fā)表過(guò)程中。以下數(shù)據(jù)來(lái)源于該課題組Jovan Nelson博士的公開(kāi)報(bào)告。
圖1. InSe在10K，6T環(huán)境下自旋進(jìn)動(dòng)化隨時(shí)間的變化
圖2. InSe薄膜30K溫度下自旋化隨時(shí)間的變化
■ 低溫光學(xué)研究平臺(tái)在超快光學(xué)方面的應(yīng)用
目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)安裝的·臺(tái)設(shè)備已在清華大學(xué)投入使用，該設(shè)備將用于超快泵浦測(cè)量方向。我們將定期更新科研進(jìn)展。
OptiCool以其良的開(kāi)放性能夠滿(mǎn)足多種低溫強(qiáng)磁場(chǎng)光學(xué)測(cè)量的需求。打破了傳統(tǒng)低溫磁體的束縛，成為里程碑式的強(qiáng)磁場(chǎng)光學(xué)平臺(tái)。該設(shè)備已經(jīng)推出便獲得了廣泛好評(píng)。目前用戶(hù)主要的應(yīng)用方向是磁光測(cè)量和超快測(cè)量方向。
測(cè)試數(shù)據(jù)
1、時(shí)間分辨MOKE測(cè)量數(shù)據(jù)舉例（D. J. LOVINGER, Phys. Rev. B 102, 085138 (2020)）
圖1，測(cè)量設(shè)備與光路示意圖（圖片來(lái)源于R. D. Averitt教授的公開(kāi)報(bào)告）
圖2，GdTiO3材料不同溫度下的反射率泵浦測(cè)量，(a)反射率隨時(shí)間的變化；(b)峰值反射率隨溫度變化；(c) 反射率在不同時(shí)間段的演變機(jī)制
圖3，GdTiO3材料光激發(fā)后的磁矩演化，(a)光激發(fā)后磁矩演化的原理示意圖；(b) 時(shí)間分辨MOKE測(cè)量觀察到的相干振蕩
發(fā)表文章
1.D. J. LOVINGER et al. Magnetoelastic coupling to coherent acoustic phonon modes in the ferrimagnetic insulator GdTiO3, Phys. Rev. B 102, 085138 (2020)
用戶(hù)單位
國(guó)內(nèi)用戶(hù)舉例：（排名不分后）
清華大學(xué)
北京理工大學(xué)
北京量子信息科學(xué)研究院
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
南開(kāi)大學(xué)
武漢理工大學(xué)
南方科技大學(xué)
燕山大學(xué)
用戶(hù)舉例：（排名不分后）
普林斯頓大學(xué)（美國(guó)）
哈佛大學(xué)（美國(guó)）
加州大學(xué)伯克分校（美國(guó)）
加州大學(xué)圣迭戈分校（美國(guó)）
西北大學(xué)（美國(guó)）
華盛頓大學(xué)（美國(guó)）
俄勒岡州立大學(xué)（美國(guó)）
紐約州立大學(xué)石溪分校（美國(guó)）
喬治梅森大學(xué)（美國(guó)）
馬普微結(jié)構(gòu)物理研究所 （德國(guó)）
哥廷根大學(xué)（德國(guó)）
國(guó)立材料研究所（日本）
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