科學島團隊在低溫強磁場掃描隧道顯微鏡研制方面取得新進展

近期，中國科學院合肥物質院強磁場中心陸輕鈾課題組依托穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置（SHMFF），取得低溫強磁場掃描隧道顯微鏡研制新進展。研究成果=發(fā)表于國際著名儀器期刊Review of Scientific Instruments。該論文被選為Featured (Editor’s pick)文章，并被美國物理聯(lián)合會《科學之光》（AIP Scilight）專題訪報道。

掃描隧道顯微鏡是一種在原子尺度上對材料結構及譜學進行可視化研究的技術，采集的測量數據可以用于了解凝聚態(tài)物質的新奇量子性質，如超導性，這些研究需要低溫和強磁場環(huán)境的支持。然而，在一個狹小空間的低溫強磁場環(huán)境安裝具有原子分辨率的掃描隧道顯微鏡（STM）是困難的。

研究團隊設計了一種精巧的鏡體結構，將掃描隧道顯微鏡的探針掃描器集成在一個外徑為10mm的粗逼近壓電馬達（SpiderDrive）內部，成功的開發(fā)出一種外徑僅10mm的超緊湊型掃描隧道顯微鏡，在30mm孔徑的超導磁體中實現(xiàn)了對材料的表面局域電子態(tài)進行高分辨顯微成像及譜學研究，磁場強度高達17T，溫度低于2K。

這項工作證明了該超緊湊型掃描隧道顯微鏡在低溫、強磁場及狹小空間等惡劣環(huán)境下的工作能力，為在水冷磁體及混合磁體的超高磁場下對凝聚態(tài)物質的新奇量子性質進行原子尺度的成像及譜學研究奠定了堅實的基礎。

鏡體結構圖及測量數據